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I materiali a cambiamento di fase per una migliore prestazione dinamica dell'involucro edilizio

Informazioni tesi

  Autore: Raffaele Nitti
  Tipo: Tesi di Laurea Magistrale
  Anno: 2009-10
  Università: Politecnico di Bari
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria edile-architettura
  Relatore: Pietro Stefanizzi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 187

I materiali a cambiamento di fase, conosciuti meglio sotto l'acronimo di PCM, sono materiali accumulatori energetici innovativi capaci di assorbire grandi quanità di energia termica sia latente che sensibile. I campi di applicazione dei PCM sono molteplici, tra cui troviamo il settore delle costruzioni. Il loro impiego in architettura deriva essenzialmente dalle chiare strategie odierne di risparmio energetico, oltre alla richiesta di livelli prestazionali sempre più esigenti. Il presente studio è finalizzato alla ricerca di nuovi possibili scenari progettuali, perseguibili mediate l'utilizzo di materiali innovativi, come appunto quelli a cambiamento di fase, per il miglioramento delle prestazioni energetiche e del comfort termico degli edifici. Le analisi sono state svolte mediante l'utilizzo di specifici software di modellazione e di calcolo come Design Builder ed EnergyPLus.

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Introduzione I Introduzione: Applicazioni in campo edile di materiali innovativi sono attualmente in fase di sperimentazione. Tra i materiali opachi, quelli a cambiamento di fase sono di particolare interesse per applicazioni in clima italiano. L’integrazione di PCM (Phase Change Materials) in componenti edili tradizionali risulta in fase di avanzata sperimentazione [Alawadhi, 2008; Kuznik et al., 2008]. E’ stato difatti dimostrato che l’applicazione di PCM su elementi costruttivi leggeri potrebbe produrre significativi risparmi energetici rispetto a soluzioni tradizionali, specie se effettuata in combinazione con impianti di climatizzazione [Imperadori et al, 2006; ricerca europea C-Tide]. Rimane aperto il problema, amplificato in aree a clima mediterraneo, del funzionamento passivo dei PCM, soprattutto in abbinamento a strategie di raffrescamento convettivo notturno. Il seguente lavoro di ricerca analizza l’utilizzo dei materiali a cambiamento di fase integrati nell’involucro edilizio per un miglioramento delle prestazioni termiche, proprio in questo particolare contesto climatico, mostrandone i vantaggi e le limitazioni. Negli ambiti dell’architettura contemporanea spesso l’involucro rappresenta il mezzo attraverso il quale il progettista intesse il rapporto tra l’edificio e il contesto urbano; altrettanto spesso all’involucro stesso non vengono demandati compiti di termoregolazione, i quali vengono piuttosto affidati agli impianti di climatizzazione, con notevoli ripercussioni sui consumi energetici, e anche con qualche insuccesso riguardo il comfort interno [Lemma, 2005]. Da questa considerazione e da un’attenta analisi dei livelli prestazionali che le architetture moderne devono soddisfare, parte questo studio, finalizzato alla ricerca di nuovi possibili scenari progettuali, perseguibili mediante l’utilizzo di materiali innovativi per il miglioramento del comfort termico interno degli edifici. I livelli prestazionali che le architetture moderne devono raggiungere, richiedono un profondo riesame di come gli edifici sono progettati, al fine di garantire un limitato impatto ambientale. Questo impatto deve essere valutato considerando l’intero processo edilizio, comprendente: la fabbricazione dei singoli elementi, il trasporto, la messa in opera, l’utilizzo

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