Il Laboratorio di Architettura Tecnica ed Ergotecnica Edile costituisce un importante snodo nel percorso educativo degli allievi di Ingegneria Edile-Architettura. Esso costituisce, infatti, un primo momento sintetico nel quale si evidenziano le strette correlazioni fra progetto delle prestazioni tecnologiche e ambientali, la loro modellazione tramite strumenti di calcolo, e la scelta delle soluzioni tecnologiche utili a garantire i livelli di prestazione attesi, anche in considerazione degli aspetti costruttivi e delle risorse necessarie.

Il modulo di Architettura Tecnica (primo semestre) tratta la progettazione tecnologica e prestazionale di sistemi e componenti edilizi, con particolare attenzione all’involucro.

L'obiettivo è quello di fornire la conoscenza critica necessaria all’ottimizzazione delle scelte progettuali sulla base dei vari fattori che incidono sulla qualità edilizia: fattori umani (soddisfacimento delle condizioni di benessere), forzanti climatiche (soddisfacimento della prestazione energetica dell'edificio) e contesto ambientale (come fattore di mitigazione e/o potenziamento delle forzanti climatiche), potenzialità tecnologiche (soddisfacimento delle prestazioni tecnologiche rispetto agli obiettivi di progetto e controllo delle criticità dei sistemi).

Il Laboratorio di Architettura Tecnica (secondo semestre) rappresenta un’occasione di approfondita sintesi progettuale dei concetti e degli strumenti appresi durante i primi anni di formazione, in particolare nell’area tecnologico-costruttiva. Questi verranno quindi applicati allo sviluppo dettagliato di un progetto complesso, esponendo gli allievi a uno sforzo multidisciplinare che combina aspetti architettonici e ingegneristici.

Il Laboratorio di Progetto di Servizi Tecnologici (secondo semestre) si propone di fornire agli studenti gli strumenti conoscitivi, di calcolo e di verifica per poter sviluppare un progetto impiantistico a servizio di un edificio a diversa destinazione d’uso.

Il modulo di Ergotecnica Edile 1 (annuale) si propone di fornire le basi per una valutazione costi/benefici di alternative progettuali tenendo conto di alcune problematiche proprie della fase di gestione del cantiere, introducendo la valutazione dei tempi e delle risorse necessarie (manodopera, materiali, attrezzature e mezzi) per l’esecuzione delle opere.

Al termine del percorso formativo di questo insegnamento, lo studente conosce fondamenti di progettazione edilizia ed impiantistica; è in grado di integrare in un progetto coerente aspetti prestazionali, tecnologici e impiantistici (centrali e reti); conosce i principi della valutazione di tempi e risorse e delle fasi operative per diverse soluzioni tecnologiche; in autonomia, opera e comunica le scelte progettuali effettuate.

Risultati di apprendimento dettagliati:

DD1) Conoscenza e comprensione

Lo studente:

- conosce gli strumenti per la modellazione delle prestazioni (ambientali, energetiche e tecnologiche);

- conosce i fondamenti della progettazione multidisciplinare;

- ha acquisito le basi per comparare differenti soluzioni costruttive dal punto di vista dei costi (di costruzione, d’uso e manutenzione), delle prestazioni, dei tempi di realizzazione, delle risorse operative da mettere in gioco (basi di analisi del valore);

- conosce nel dettaglio le diverse tipologie di impianti tecnologici presenti all’interno degli edifici.

DD2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente:

- è in grado di definire un programma prestazionale per gli elementi di involucro;

- è in grado di ottimizzare le strategie e le soluzioni tecniche rispetto al programma prestazionale definito;

- è in grado di applicare strategie e soluzioni passive per il comfort e l’efficienza energetica, adattandole a specifici progetti e contesti climatici;

- è in grado di applicare strumenti per la modellazione e previsione delle prestazioni (ambientali, energetiche e tecnologiche), sia per supportare le decisioni progettuali architettoniche che per verificare l’efficacia delle scelte tecnologiche, alla scala di edificio e di componente edilizio;

- ha svolto una prima esperienza integrata di progettazione, che ha incluso aspetti sia architettonici che ingegneristici;

- è in grado di progettare impianti meccanici di condizionamento di diversi tipi, basandosi su una valutazione dei carichi termici;

- è in grado di progettare, a livello preliminare, altri tipi di impianto, quali quelli idrico-sanitari, di scarico delle acque usate e delle acque pluviali, antincendio, elettrici, speciali ecc.

DD3) Autonomia di giudizio

Lo studente:

- è in grado di selezionare criticamente le tecnologie costruttive più adeguate allo specifico progetto e contesto d’uso, tenendo in considerazione anche gli aspetti di produzione e costruzione;

- è in grado di valutare l’inserimento dei componenti degli impianti tecnologici in un edificio, coordinandone la presenza rispetto al progetto funzionale e architettonico.

DD4) Abilità comunicative

Lo studente:

- ha esercitato le sue capacità comunicative, grazie alla presentazione pubblica del progetto, in diverse occasioni durante l’anno;

- ha migliorato le sue capacità di interazione all’interno di team progettuali relativamente numerosi (decision making, gestione del conflitto, ecc.).

DD5) Capacità di apprendimento

Lo studente è in grado di ricercare autonomamente informazioni da fonti bibliografiche diverse, al fine di selezionare criticamente le informazioni più appropriate rispetto all'esercizio progettuale.

Il modulo di Architettura Tecnica affronta le seguenti problematiche:

• la definizione degli indicatori di prestazione ambientale (rispetto a fattori igro-termici, luminosi, acustici) per l’ottenimento delle condizioni di comfort negli ambienti confinati e l'analisi delle strategie e degli strumenti per il controllo;
• la definizione degli indicatori di prestazione energetica dell'edificio (edifici zero energy), l’individuazione delle variabili edilizie (morfologiche e tecnologiche) che influiscono sul fabbisogno energetico dell’organismo edilizio e analisi di sensibilità (strategie di ottimizzazione al variare delle condizioni al contorno);
• la progettazione del sistema tecnologico edilizio, inteso come strumento per il controllo delle condizioni ambientali e della prestazione energetica dell'organismo edilizio e la messa a sistema dei componenti edilizi ed impiantistici;
• la progettazione del sistema tecnologico per garantire la qualità e la durata nel tempo dell'organismo edilizio (definizione delle prestazioni tecnologiche, analisi degli strumenti per la verifica, messa a sistema dei subsistemi edilizi e dei dettagli costruttivi dei principali punti singolari);
• la razionalizzazione del sistema tecnologico per la costruzione.

Nel Laboratorio di Architettura Tecnica (secondo semestre) viene richiesto agli studenti, organizzati in gruppi, di sviluppare il progetto tecnologico e ambientale di un edificio complesso. Il lavoro di Laboratorio consiste nell’approfondimento del progetto sviluppato nel Laboratorio di Architettura e Composizione Architettonica M del primo semestre, con gli obiettivi prioritari del comfort ambientale interno e della sostenibilità ambientale. In un’ottica di integrazione multidisciplinare del processo progettuale, durante la fase di sviluppo architettonico del primo semestre saranno comunque organizzati alcuni momenti di revisione collettiva dei lavori di gruppo.
Le scelte progettuali saranno supportate da valutazioni ambientali (sulla base delle nozioni e degli strumenti modellistici presentati nel modulo di Architettura Tecnica, durante il primo semestre) volte a ottimizzare il comportamento energetico dell’edificio e l’integrazione fra involucro edilizio e impianti, grazie anche alla stretta integrazione con il parallelo modulo del Laboratorio di Progetto di Servizi Tecnologici.
Il lavoro consiste nella redazione di elaborati grafici, fino alla scala di dettaglio, e in una relazione tecnica contenente le valutazioni prestazionali sviluppate con modelli numerici e software.

Nel modulo di Ergotecnica Edile 1 verranno proposti concetti base relativamente a procedure di analisi di analisi del valore e di qualità operativa, al fine di consentire agli allievi di operare scelte tecnologico-costruttive consapevoli anche degli aspetti legati al processo di costruzione e ai relativi vincoli tecnologici, temporali ed economici.

Nel Laboratorio di Progetto di Servizi Tecnologici viene chiesto agli studenti, organizzati in gruppi, di sviluppare il progetto impiantistico (viene dato più spazio al progetto dell’impianto meccanico di climatizzazione, nell’ottica della massima efficienza e sostenibilità energetica, e a seguire degli impianti idrico-sanitari, di scarico delle acque usate e delle acque pluviali, antincendio, elettrici, speciali ecc. a completamento) del complesso edilizio oggetto del Laboratorio di Architettura Tecnica.

Per garantire agli studenti le necessarie nozioni impiantistiche sono previsti seminari sui seguenti argomenti:

• tipologia di impianti in edilizia: di riscaldamento, di condizionamento, idrico–sanitari, antincendio, elettrici, speciali;
• fabbisogno termico e frigorifero degli edifici;
• impianti di riscaldamento e raffreddamento: ad acqua, ad aria, misti;
• impianti idrico-sanitari: definizioni dei fabbisogni idrici, dimensionamento delle reti idriche e fognarie;
• impianti antincendio;
• impianti elettrici e di illuminazione;
• impianti speciali: anti-intrusione e video-sorveglianza, rivelamento fumi, telefonici, trasmissione dati, supervisione centralizzata e domotica.

Per frequentare con efficacia il Laboratorio integrato sono necessarie competenze riguardo ai fenomeni fisici che presiedono agli scambi di energia e di massa, alle strategie progettuali passive per l’efficienza energetica degli edifici, e alle tecnologie costruttive, anche di tipo innovativo.

Il voto finale della parte relativa ad Architettura Tecnica (primo semestre) dipende dal voto ottenuto nelle esercitazioni di gruppo che verranno svolte durante il semestre. Tali esercitazioni sono basate sugli strumenti e i metodi presentati nel corso delle lezioni. Sono previste una consegna finale e almeno una consegna intermedia, entrambe valutate.
 
Per quanto riguarda il Laboratorio di Architettura Tecnica, durante il semestre sono previste due presentazioni valutate del lavoro di gruppo, corrispondenti a specifiche tappe del percorso di sviluppo progettuale. Alla fine del semestre, al progetto viene attribuito un voto globale, che tiene conto anche del livello di coinvolgimento e della capacità critica dimostrata dal gruppo di lavoro.
La valutazione positiva del lavoro complessivamente svolto durante il laboratorio è condizione necessaria per accedere alla discussione finale individuale, che verte sul progetto e sugli strumenti di valutazione prestazionale adottati. La discussione orale può determinare una oscillazione del voto rispetto al lavoro di gruppo, compresa fra +1 e -4/30.
 
La valutazione della parte relativa al Laboratorio di Ergotecnica Edile 1 deriva dalla media tra il voto dell’esercitazione sviluppata nel corso del laboratorio stesso e il voto della prova scritta finale d’esame.
 
La valutazione della parte relativa al Laboratorio di Progetto di Servizi Tecnologici deriva dalla media tra il voto del progetto sviluppato nel corso del laboratorio stesso e il voto della prova scritta finale d’esame.
 
Il voto finale dell’insegnamento “Laboratorio di Architettura Tecnica ed Ergotecnica Edile” deriverà dalla media pesata fra i voti di Architettura Tecnica del primo semestre (25%), del Laboratorio di Architettura Tecnica del secondo semestre (25%), del Laboratorio di Servizi Tecnologici (25%) e di Ergotecnica Edile (25%), arrotondata aritmeticamente all’intero più vicino.