Presentazione dell'insegnamento Architettura Tecnica e Impianti, 2011

1. Architettura Tecnica e Impianti
Presentazione del corso (AA 2011-12)
proff. Tiziana Poli, Enrico De Angelis e Enrico Mazzucchelli

2. Ingegneri o architetti?
2
ARCHITETTURA TECNICA e IMPIANTI
 È sicuramente uno dei corsi fondamentali dell’INGEGNERIA EDILE.
 Il corso ha ambizioni formative e professionalizzanti: fare una prima
esperienza progettuale relativamente completa, su un caso
relativamente semplice (edificio ad uso residenziale di bassa altezza).
CHI SIAMO?
 Non siamo architetti
 Non ci occupiamo di Architettura ma di architetture
 Non facciamo Architettura ma operiamo perché le architetture
possano essere realizzate; operiamo per l’Architettura.
 Il nostro fare (“per” le architetture e per l’Architettura)
consiste nell’aiutare l’architetto a realizzare tali opere e a dare a lui
la garanzia del successo (raggiungimento obiettivi misurabili)
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3. Motoristi (engine-ers) o carpentieri?
Molti prendono in giro gli ingegneri dicendo
che il termine deriva da motore, in inglese
(engine). Altri ricordano che:
 Gli 'inzigneri' di origine medievale
erano per la maggior parte carpentieri,
capomastri, capicantiere, tagliatori di
pietre, artigiani dotati in buona misura
di capacità di approntare primitive
apparecchiature di trasporto e
sollevamento e con capacità di
tracciare e disegnare, coadiutori
dell'Architetto, maestro e costruttore
dell'Architettura.
(Dal sito di Massimo Corradi, blog su Archiportale)
http://www.archiportale.com/utenti/blog.asp?IDB=315
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4. Non siamo dei “geometri”
4
Mestiere vituperato, quello dei geometri
(che guadagnano molto più di noi).
Geometri agrimensori
 La parola geometra ha la stessa
origine dal termine geometria che,
dalla composizione di due parole
greche "geo" e "metros",
rispettivamente, terra e misura,
rivela la vocazione originale del
geometra: quella cioè di
agrimensore, ossia "misuratore
della terra".
In molte parti d’Italia gli agrimensori
fanno tanta concorrenza agli architetti e
agli ingegneri …
L agrimensore; particolare tratto dal
disegno acquerellato di Antonio
Bergamo, Il Col Bastia, 1702.
(Dal sito di Massimo Corradi, blog su Archiportale)
http://www.archiportale.com/utenti/blog.asp?IDB=315
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5. L’architetto, invece …
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… « L’architettura, disciplina dell'edificare, sceglie,
dirige e giudica i contributi pratici e teorici di molte
altre scienze ed arti. (...) il vero architetto dovrà
possedere doti intellettuali e attitudine
all’apprendere … Sia perciò competente nel campo
delle lettere e soprattutto della storia, abile nel
disegno e buon matematico; curi la sua
preparazione filosofica e musicale; non ignori la
medicina, conosca la giurisprudenza e le leggi che
regolano i moti degli astri ... Dal momento che
dunque questa disciplina è così importante,
supportata e arricchita da numerose e svariate
forme di cultura, non credo che possano definirsi
sin da subito a buon diritto architetti, se non coloro
che siano giunti alla vetta suprema dell'architettura
dopo esser stati nutriti della conoscenza della
maggior parte della letteratura e dell'arte, attraverso
la salita per questi gradi delle discipline. Ma forse
sembrerà sorprendente agli inesperti che una
natura umana impari alla perfezione un numero
così grande di insegnamenti e li conservi nella
memoria. Quando però avranno constatato che
tutte le discipline hanno tra loro una sostanziale
comunanza di oggetti, si convinceranno che può
accadere facilmente; una cultura enciclopedica
infatti è come un corpo unico composto da queste
membra »
Marco Vitruvio Pollione, De architectura.
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L'Architetto. Nino Pisano, Campanile di Giotto
(Firenze), 1334-1336, dettaglio.

6. Architetture, architetti e Architettura
6
Nella sua concezione più alta, fare Architettura significa realizzare o
cercare di realizzare monumenti. Si usi questo termine in senso lato,
senza retorica e anti-retorica.
Per fare Architettura servono dei geni: qualcuno capace di raccontare
delle storie bellissime ed emozionanti e racchiudere queste storie in un
insieme di spazi, interni e/o esterni.
Le architetture sono solamente insiemi di spazi più o meno complessi, ma
esse aspirano ad emozionare, oltre che a servire a qualche specifico
scopo, fungere.
Il principale carattere dell’architetto è questo: volere in qualche modo
emozionare, non solo organizzare spazi utilizzabili (utilitas) per svolgere
in essi qualche attività in sicurezza (firmitas) ma anche per far godere
(venustas) chi li utilizza e anche chi solo li visita o ammira.
Difficile misurare (poco ingegneristico) la venustas.
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7. Architettura=inventare
7
L’architettura, come la moda (M.Fuksas), genera stupore, gioia o anche sofferenza.
«L'architettura e la moda sono aspetti della nostra realtà e fanno parte dello stesso
universo culturale. Apparentemente, l'architettura sembra permanente e la moda
effimera ma l'accelerazione della nostra società le rende in competizione e
sovrapposizione»
(M.Silvestro http://www.archimagazine.com/aemporio.htm)
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8. PRADA BOUTIQUE AOYAMA (TOKYO)
Herzog & de Meuron
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9. 9
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10. 10
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11. Per realizzare le architetture …
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… gli ingegneri non sono una condizione necessaria né sufficiente ma un
importante aiuto.
INGEGNERIA viene da “Ingegno” non da motore (engine):
 INGEGNO: facoltà dell’intelletto di intuire, escogitare (qualcosa di
originale), realizzare, anche di apprendere. Da in + gignere (generare:
“disposizione della persona” a inventare
 INGEGNO o CONGEGNO, sinonimo di “invenzione”
(In primo luogo gli “ingegni” sono macchine da guerra).
 INGEGNERE: chi progetta e dirige la realizzazione di congegni,
ordigni, macchine, costruzioni più o meno complesse (dal sec.XIV)
(l’ingegnere è in primis militare)
 INGEGNERIA: disciplina/scienza dell’ingegnere
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12. Ingegnere moderno
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Dopo quello “rinascimentale”, leonardesco, “a-tutto-tondo”… l’ingegnere
moderno è quello che:
 Formalizza il suo sapere tecnico (modelli di comportamento di
sistemi naturali e artificiali) in una tecnologia
 Valida il proprio sapere sulla base di esperienze riproducibili e (basi
scientifiche) inquadrate in sistemi concettuali più ampi possibile, a
loro volta validati indipendentemente
 Diffonde tale conoscenza e le sue applicazioni in scuole di
ingegneria o politecnici (non esiste la disciplina senza le scuole!)
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13. Cosa fa l’ingegnere
Identifica il problema …
Il problema
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14. Cosa fa l’ingegnere
14
Identifica il problema e definisce un modello del sistema di cui si occupa
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
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sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
sottoproblema
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15. Visione meno “squadrata
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16. Quindi risolve il problema elementare
16
sottoproblema
Caratteri
generali
Metodologie
di soluzione
Casi simili risolti
Obblighi cogenti
Letteratura scient.
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SOLUZIONE DEL
SOTTOPROBLEMA

17. I sistemi reali sono molto complessi …
… e magari anche sfuggenti!
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18. … e la loro “analisi” altrettanto
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19. Le scuole francesi di ingegneria
Bicorno
Politecnico
Approccio statale: creare una scuola finanziata dallo
stato che custodisce e eleva il sapere:
La divisa dell’école
Polytechnique
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19
1666 fondazione dell’Académie des Sciences
1671 fondazione dell’Académie de l’Architecture
1672 istituzione del Corps du Génie
1715 istituzione del Directeur Général des Ponts
et Chaussées che diventa, nel 1747, l’École des
Ponts
 dopo la rivoluzione, l’École viene incorporata in
una École des Travaux Publiques che diventa,
nel 1795, l’École Politechnique e alla cui base
vengono posti corsi di chimica e fisica




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20. Le libere associazioni inglesi
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 In Gran Bretagna, invece, sono le associazioni tra colleghi (Society,
Association), di natura “privata”.
 Vengono promosse sotto l’egida del Re (God save His Majesty) il cui
nome garantisce la qualità di persone e capacità; le associazioni non
si propongono solo come riferimento lobbistico e operano sia come
sistema di qualificazione sia come sistema di diffusione e promozione
culturale tecnica del settore:
• la Royal Academy di architettura viene fondata a londra da
quattro architetti, nel 1768
• Society of Engineers, 1771, un gruppo di esperti spesso
consultato per rilievi, consulenza a commissioni parlamentari per
fattibilità opere pubbliche …
• Institution of Civil Engineers 1818
• British Institute of Architects 1834 che diventa il RIBA nel 1866
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21. Ingegneria nella storia delle costruzioni
21
Nella storia delle costruzioni, il progettista, colui che inventa l’opera da
realizzare al di sopra del costruttore, che interpreta le esigenze (formali, di
rappresentazione, in primo luogo), è l’architetto.
Quando l’opera si fa impegnativa, al progettista-architetto si affianca
l’ingegnere che si occupa di garantire la stabilità delle opere e, quindi,
della “meccanica” delle strutture, uno “strutturista” (non nell’accezione
odierna)
Quindi, un ingegnere “impiantista”, che possiede le competenze tecniche
e la tecnologia per la realizzazione dei subsistemi:
 della climatizzazione,
 della meccanizzazione del trasporto di persone
 e di fluidi (impianti idraulici negli edifici)
Ora c’è chi sostiene che serva un’altra figura di ingegnere: dedicato ad un
subsistema “critico” quello dell’involucro
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22. L’ingegnere strutturista – 1
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È quello che progetta e dirige la realizzazione dei ponti, delle grandi opere
civili e delle strutture portanti degli edifici. Si fonda:
 La meccanica strutturale (Navier e Cauchy 1820 – teoria matematica
dell’elasticità – fino a de Saint-Venant e Beltrami, 1860-1890)
 L’analisi dei legami viscoelastici (1920)
 La geotecnica (Terzaghi, 1920)
 L’analisi degli stati limiti/ultimi e del legami plastoelastico (1930-50)
 Calcolo strutturale con elaboratore (1970)
 Dinamica delle strutture e del danneggiamento di materiali compositi:
dal cls al carbonio (1980), con applicazioni negli edifici altissimi e
nella sicurezza (robustezza) per grandi impatti
 ora … materiali innovativi, micro e nanostrutture
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23. L’ingegnere strutturista – 2
23
Durante il XIX secolo, si pongono le basi per l’analisi strutturale e
l’ottimizzazione delle strutture, mentre si mettono a punto nuove
tecnologie per la realizzazione di strutture ed elementi strutturali in:
 Acciaio (saldatura, piegati a freddo)
 Calcestruzzo armato (migliori cementi e nuove barre, anche sezioni
composte con profili acciaio, fluidificanti!!)
 Laterizi “innovativi” – più leggeri e resistenti, per pareti portanti, non
portanti, solai laterocementizi
 Calcestruzzo armato precompresso (1928) – no fessure, con cavi ad
elevate prestazioni
 Funi, membrane, gusci …… tessuti
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24. L’ingegnere impiantista
24
È quello che aiuta l’architetto a rendere più vivibili i grandi edifici (grandi
altezze) costruiti in climi non miti, che vi porta le macchine, che si
preoccupa degli incendi:
 Ascensori
 Condizionamento dell’aria
 Prima scala mobile: esposizione di parigi 1900
 Luce fluorescente (volg. “neon”) 1938
Anche la tipologia e la costruzione ne risente (controsoffitti, cavedi
dedicati, piani intermedi di sottocentrale …)
Già nel 1950 il costo globale (costruzione+esercizio) di un immobile di
grande altezza è per il 50% dovuto agli impianti …
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25. Uno dei primi edifici per uffici di grandi dimensioni
William LeBaron Jenney: 2nd Leiter Building
Chicago, 1891 (From an old postcard)
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26. Reliance Building Chicago
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Burnham and Root, 1894
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27. Il facciatista – involucrista
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Le pareti verticali riducono il loro peso e spessore, spinte dall’esigenza di
minimizzare i carichi permanenti e favorite dall’introduzione e la diffusione
di nuove tecnologie (alluminio). Nasce il curtain wall
 Palazzo delle nazioni unite
 Cité du refuge e mur neutralizant Lecorbu
 Lever Building (Skidmore Owings Merrils, 1952)
In primo luogo le facciate ma anche le coperture hanno bisogno di
un’approfondita conoscenza delle tecnologie a disposizione unita a quella
di alcune discipline fondamentali per comprendere le modalità di
ottenimento di alcune prestazioni base …
… serve un ingegnere dell’involucro
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28. Sistemi di facciata innovativi “storici”
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29. Ingegneria nelle storia delle costruzioni
29
Ovviamente sono molte le professionalità/disciplinarietà necessarie alla
realizzazione di un’architettura:
 Esperto di materiali innovativi (durabilità, caratterizzazione
prestazionale, …)
 Esperto di fisica dell’edificio
 Esperto di organizzazione del processo (sia delle fasi di appalto che
di cantiere)
 Esperto di conservazione e recupero (beni culturali)
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30. Per realizzare le architetture …
Ingegneria strutturale
Impiantistica
Ingegneria dei materiali
Fisica dell’edificio
Organizzazione e gestione
30
... servono tante competenze
(SEMPRE DI PIU’)
Per questioni organizzative è spesso
più comodo organizzare più persone
“specializzate”.
Per realizzare le architetture servono
sempre più INGEGNERI capaci di
garantire che l’organizzazione di un
processo a volte molto complesso sia
tale da realizzare un opera adeguata…
… garantire il successo dell’intervento
Beni culturali e conservazione
Composizione architettonica
Protezione incendi
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31. Come organizzare le competenze?
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Ingegneria strutturale
Impiantistica
Fisica dell’edificio
Organizzazione e gestione
Beni culturali e conservazione
Composizione architettonica
Protezione incendi
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architetto
Ingegneria dei materiali
ATTENZIONE:
possibile solo se il soggetto è ben
preparato e l’oggetto non è
particolarmente complesso!
VEDI CRITICA ALLE SCUOLE
“BEAUX ARTS”

32. Come organizzare le competenze?
32
Ingegneria strutturale
Ingegneria dei materiali
Fisica dell’edificio
Organizzazione e gestione
Beni culturali e conservazione
Composizione architettonica
Protezione incendi
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Ingegnere edile-architetto
Impiantistica
In molti paesi (ITALIA compresa)
gli ingegneri ambiscono a fare gli architetti
più propriamente si costituiscono scuole e
corsi di architettura e ingegneria
(addolcite dalla limitazione “edile”)

33. Come organizzare le competenze?
33
Ingegneria strutturale
Impiantistica
strutturista
Fisica dell’edificio
impiantista
Organizzazione e gestione
involucrista
Beni culturali e conservazione
architetto
Ingegneria dei materiali
altro esperto
Composizione architettonica
Protezione incendi
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Normlamente …
l’architetto è il DOMINUS

34. Come organizzare le competenze?
34
Ingegneria strutturale
Impiantistica
strutturista
impiantista
Organizzazione e gestione
involucrista
Beni culturali e conservazione
altro esperto
Composizione architettonica
Protezione incendi
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L’architetto supervede
il processo nel suo insieme
architetto
Fisica dell’edificio
Ingegnere edile
Ingegneria dei materiali

35. Come organizzare le competenze?
35
Ingegneria strutturale
Impiantistica
strutturista
Fisica dell’edificio
impiantista
Organizzazione e gestione
involucrista
Beni culturali e conservazione
architetto
Ingegneria dei materiali
altro esperto
Composizione architettonica
Protezione incendi
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Ingegnere
edile
L’architetto gestisce il processo
con l’ingegnere edile in staff

36. Potenzialità dell’ingegneria edile
36
Partecipare:
 All’ottimizzazione delle scelte progettuali per la realizzazione di un
edificio o un intervento sul costruito
 Alla messa a punto di strumenti previsionali e di metodi di
valutazione della qualità dei subsistemi edilizi e dell’edificio nel suo
insieme
 Alla messa a punto di sistemi di gestione per la realizzazione
(appalti, gestione cantieri e subforniture)
 Alla messa a punto di nuove tecnologie costruttive e
impiantistiche
Ma più di ogni altra cosa, l’ingegnere edile può essere l’uomo (la donna!)
chiave che permette un governo sistematico della qualità del processo
(e del progetto in particolare)
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37. Il corso di AT+IMP
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37

38. AT&STE
3° anno MI
AT&STE2
1° LM
AT
4°anno LC
Architetture “tecniche”
per il progetto delle prestazioni dei sistemi tecnologici
in quattro corsi universitari diversi
PE
5° anno BS
BPE (eng)
4°anno BS

39. I due obiettivi formativi
1. Saper progettare le
prestazioni di un sistema
edilizio
2. Saper definire i subsistemi
tecnologici che lo
compongono così da
garantire le prestazioni
richieste
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40. I due obiettivi formativi
1. Saper progettare le prestazioni
di un sistema edilizio
2. Saper definire i subsistemi
tecnologici che lo compongono,
così da garantire le prestazioni
richieste
“oltre la sezione corrente”
e attenti ai problemi
costruttivi e di durata
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40

41. Tecnologia e prestazioni: vanno insieme
La scelta tecnologica:
 non può prescindere dall’analisi
prestazionale
E viceversa:
 le verifiche prestazionali sono un
po’ anche funzione delle
tecnologie adottate
Lo sviluppo del progetto si basa in
maniera complessa sulle tecnologie
adottate e le problematiche
prestazionali
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42. La sequenza del progetto delle prestazioni
42
Il layout: morfologia e
organizzazione interna
Definizione preliminare
delle aperture (FLDmedio)
Il clima
Primo dimensionamento
ingombri dell’involucro
(scelta tecnologie di rif.)
Modello energetico
dell’edificio (superfici e
orientamento)
• EXCEL
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43. La sequenza del progetto delle prestazioni
Minimi prestazionali
• EXCEL
Modello energetico
dell’edificio (superfici e
orientamento)
Fabbisogno energetico di
riscaldamento del
REFERENCE BUILDING
• Ottimizzazione dell’isolamento
termico delle parti trasparenti
• Ottimizzazione dell’isolamento
termico dell’involucro opaco
• Controllo della ventilazione
• Ottimizzazione della
distribuzione delle aperture e
dell’esposizione
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43
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Costruzione dei grafici di analisi
delle prestazioni energetiche
Scenari per il possibile
raggiungimento della
classe A (solo involucro)

44. La sequenza del progetto delle prestazioni
44
Scenari per il possibile
raggiungimento della
classe A/A+
Scenari
configurazioni
impiantistiche
Analisi
dinamica dei
giorni estremi
Analisi dinamica della
statistica delle
condizioni di comfort
Cose non sperimentate
• PARASOL
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Analisi degli apporti medi mensili
e ottimizzazione del serramento e
del sistema di controllo solare

45. La sequenza del progetto delle prestazioni
45
Scenari per il possibile
raggiungimento della
classe A
• THERM
Involucro opaco
Ottimizzazione costruttiva e
prestazionale …
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Scenari impiantistici per il
possibile annullamento del
fabbisogno energetico di riscaldamento
(solare e non solo)

46. Architettura tecnica e impianti
46
AT = 9 CFU (9/15)
COME
 30% del punteggio attribuito al
VI
PROGETTO (laboratorio)
VALUTIAMO?
 30% attribuito al CONTRIBUTO
INDIVIDUALE al progetto
 40% SCRITTO
(lezioni=padronanza nella
progettazione basata su valutazioni
quantitative!)
E’ fondamentale la
IMPIANTI = 6 CFU (6/15)
 50% del punteggio attribuito al sufficienza in ognuna
delle cinque
PROGETTO (laboratorio)
valutazioni!!!
 50% SCRITTO
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47. DATE FONDAMENTALI
47
 Il primo scritto di AT il 13/12/11
 Presentazione non competitiva dei progetti il 13/12/11
 Altri scritti (per vecchi studenti aperti ai nuovi),
date da confermare:
• 25/01/12
• 08/02/12
• 26/06/12
• 03/07/12
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