Obiettivo dell'insegnamento è l'acquisizione dei concetti fisici fondamentali e della metodologia necessaria per l'analisi dei sistemi termodinamici, dei fenomeni di scambio termico, dell’acustica e dell’illuminotecnica, con riferimento al comportamento energetico e di comfort degli edifici.

A seguito del superamento dell’esame, gli studenti e le studentesse:

- impostano il bilancio energetico di un sistema termodinamico

- identificano e quantificano i fenomeni di scambio termico agenti in problemi applicativi relativi all’ambiente costruito

-  conoscono e determinano i principali parametri di prestazione termica, acustica, luminosa di componenti edilizi e/o di ambienti interni.

• Termodinamica. Energia interna e calore, primo principio della termodinamica per i sistemi chiusi. Trasformazioni quasi statiche. Secondo principio della termodinamica, entropia e sue proprietà. Concetto di temperatura e relative scale. Il modello di gas ideale, trasformazioni notevoli dei gas ideali. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Macchine termiche e rendimento. Cicli motori (Carnot, Joule, Diesel, Otto), cicli frigoriferi (Rankine), pompe di calore e loro prestazioni. Bilanci di energia e massa per sistemi aperti in regime variabile e stazionario, entalpia, applicazioni. Equilibrio di fase, regola delle fasi di Gibbs, transizioni di fase e diagrammi di fase.  Aria umida: grandezze caratteristiche, diagramma psicrometrico, principali trasformazioni, cenni di condizionamento dell'aria.
• Trasmissione del calore. Conduzione: postulato di Fourier e conduttività termica, equazione di Fourier e condizioni al contorno, risoluzione casi parete piana indefinita in regime stazionario mono e multistrato, con e senza generazione interna uniforme. Convezione: postulato di Newton e coefficiente di scambio termico convettivo, convezione naturale e forzata, numeri adimensionali, correlazioni. Equivalenza tra fenomeni di scambio termico e circuiti elettrici, resistenze termiche conduttive e convettive, serie e parallelo, partitore termico. Metodo dei parametri concentrati. Irraggiamento: grandezze radiative monocromatiche e totali, corpo nero, corpo grigio, corpi reali, emissività. Teorema di Kirchoff. Fattori di vista. Metodo delle radiosità di Oppenheim. Temperatura media radiante, lienarizzazione scambio radiativo, coefficiente radiativo, temperatura operante, trasmittanza termica di un componente.
• Trasporto di vapore nelle murature. Equazione di Fick. Permeabilità al vapore. Condensazione superficiale ed interstiziale del  vapore nelle strutture edilizie.
• Illuminotecnica. Coefficiente spettrale di visibilità, grandezze luminose, legge del coseno, superfici lambertiane, principio di equivalenza delle luminanze ed applicazioni. Principali tipologie di sorgenti di luce artificiale ed efficienza luminosa.
• Acustica. Onde sonore, velocità del suono in diversi mezzi. Grandezze acustiche e scala decibel. Campo sonoro libero e riverberato. Trasmissione del suono attraverso le strutture. Potere fonoisolante, legge della massa e sue deviazioni. Riverberazione acustica: transitorio di attacco/estinzione, tempo di riverberazione T60, legge di Sabine.

Contenuti degli Insegnamenti di Matematica e di Fisica.

L’esame consiste in una prova scritta di carattere pratico, superata la quale si accede ad un orale, di carattere teorico. L’esito della prova scritta rimane valido per tutta e sola la sessione.