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Materiali a cambiamento di fase in edilizia (PCM) - Sperimentazioni sull'involucro a blocchi portanti e su rivestimenti ad intonaco

Informazioni tesi

  Autore: Paolo Albertino
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2008-09
  Università: Politecnico di Torino
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Architettura e ingegneria edile
  Relatore: Carlo Caldera
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 216

La tesi presenta uno studio sui materiali a cambiamento di fase (PCM), sul loro attuale utilizzo in edilizia e i possibili impieghi futuri.
Il settore delle costruzioni è uno dei principali protagonisti della questione ambientale: circa la metà dell’energia prodotta in Europa viene utilizzata per il riscaldamento e raffrescamento.
Tra i materiali innovativi che possono portare ad una riduzioni dei consumi vi sono i materiali a cambiamento di fase, di origine naturale o artificiale i cui punti di fusione possono essere fissati a temperature vicine a quelle di comfort e si possono perciò sfruttare come accumulatori di energia durante il passaggio di fase.
L’obbiettivo dei PCM è di utilizzare il loro alto valore di calore latente per assorbire il calore attraverso il processo di fusione prima che raggiunga gli spazi più interni oppure rilasciandolo durante il processo di solidificazione.
Sul mercato attualmente sono presenti diverse tipologie di utilizzo che vanno dall’applicazione nell’intonaco, in sistemi di climatizzazione, controsoffitti o pavimenti.
L’efficacia di tali materiali è stata individuata realizzando una simulazione agli elementi finiti di un loro utilizzo nell’intonaco e di un’applicazione sperimentale all’interno di blocchi portanti di argilla espansa.
Si è confrontato il flusso di calore , in regime estivo, attraversante un involucro privo di PCM e uno contenente quantità di tali materiali variabile.
I risultati indicano che l’accumulo di calore è significativamente ridotto quando il PCM è presente nella stratigrafia e che il suo aumento percentuale ha un effetto positivo.

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materiali a cambiamento di fase (PCM) in edilizia 7 1. INTRODUZIONE GENERALE 1.1. SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE IN EDILIZIA Sostenibilità fa riferimento alla “capacità di carico” dell’ambiente (carrying capacity), ossia alla capacità da parte dell’ambiente di fornire risorse e di assorbire i rifiuti prodotti dall’attività umana. (1) Il nostro ecosistema non regge più gli attuali ritmi di uso e consumo. Sviluppo sostenibile significa allora modificare i modelli di produzione e consumo, promuovere l’ecoefficienza, rinunciare allo sfruttamento di risorse non- rinnovabili, eliminare gli inquinanti, valorizzare i rifiuti attraverso il riutilizzo, arrestare l’erosione della biodiversità, fermare la desertificazione. Il tema della sostenibilità ambientale è un argomento di notevole attualità entrato in modo vigoroso nell’ambito edilizio. Questo perché il settore edilizio risulta essere il principale artefice di impatti sull’ambiente. Edificare infatti genera impatti sull’ambiente non solo all’atto della costruzione, ma anche durante tutto il processo, dall’estrazione, lavorazione e trasporto delle materie prime fino alla dismissione dell’edificio e smaltimento delle macerie da demolizione. Il settore delle costruzioni è uno dei principali protagonisti della questione ambientale, a causa dello sfruttamento di risorse materiali non rinnovabili, l’uso del territorio, del consumo energetico relativo a tutte le fasi del ciclo di vita di un prodotto edilizio e della produzione di rifiuti da demolizione. Nel 2000 è stato stimato che il 45% dell’energia prodotta in Europa viene utilizzata nel settore edilizio; il 50% dell’inquinamento atmosferico in Europa è prodotto dal settore edilizio; il 50% delle risorse sottratte alla natura sono destinate all’industria edilizia; il 50% dei rifiuti prodotti annualmente in Europa proviene dal settore edilizio. Comincia perciò a diffondersi il concetto di sostenibilità: nel dicembre del 1997 a Kyoto, si svolge la COP-3, il summit forse più famoso e seguito dai mass-media e dall’opinione

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Parole chiave

blocchi portanti
building materials
calore latente
carrying blocks
casa passiva
certificazione energetica
elementi finiti
energy
flusso di calore
heat flux
involucro
isolamento
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materiali a cambiamento di fase
materiali tecnologici
pcm
phase change materials
polyethylene glycol
raffrescaemento estivo
simulazione numerica
sostenibilità
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