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Tesi etd-04122019-111755


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
FANTOZZI, MICHELE
URN
etd-04122019-111755
Title
Caratterizzazione sperimentale e numerica delle prestazioni energetiche di pareti verdi (green walls)
Struttura
INGEGNERIA CIVILE E INDUSTRIALE
Corso di studi
INGEGNERIA EDILE E DELLE COSTRUZIONI CIVILI
Commissione
relatore Prof. Salvadori, Giacomo
relatore Prof. Bibbiani, Carlo
Parole chiave
  • pareti verdi
  • green walls
  • efficienza energetica
  • energy efficiency
  • matlab
  • simulink
  • costante verde
  • green factor
  • fattore di attenuazione verde
  • green attenuation factor
  • trasmittanza dinamica verde
  • green dynamic transmittance
Data inizio appello
06/05/2019;
Consultabilità
secretata d'ufficio
Riassunto analitico
Le pareti verdi costituiscono, oggi, la nuova frontiera del rapporto tra natura e architettura, a cui la tecnica sta dando sempre più concretezza operativa; in tal modo l’elemento vegetale comincia ad avere un suo ruolo, come lo hanno gli altri componenti di un progetto.
In questo studio, si è compreso in che modo le superfici verdi in questione siano in grado di fornire un contributo in termini di efficienza energetica all'edificio su cui vengono collocate.
Per fare ciò è risultato utile elaborare dei modelli matematici che riuscissero a simulare il comportamento termico delle pareti che costituiscono l’involucro dell’edificio F92. Tale struttura si trova all’interno del Centro Ricerche ENEA di Casaccia (Roma), su di cui sono state realizzate delle pareti verdi, a protezione dell’involucro discostate da esso, costituite da due piante rampicanti Rhyncospermum jasminoides e Pandorea jasminoides variegata. Tale modello è stato realizzato mediante l’utilizzo dei software MATLAB e SIMULINK.
Il modello utilizza i dati sperimentali, misurati grazie all'utilizzo di sonde disposte in loco che andavano a misurare: temperatura dell’aria esterna, temperatura dell’aria interna, temperatura superficiale esterna, temperatura superficiale interna, radiazione solare globale all’esterno della parete verde, radiazione solare globale dietro alla parete verde e velocità del vento. Il modello è stato poi rappresentato con SIMULINK seguendo l’analogia elettrotermica.
Come prima fase, abbiamo definito la validazione del modello andando a confrontare i risultati numerici ottenuti della temperatura dell’aria interna con quelli misurati in situ dalla sonda interna; questo fornendo come dati di input al sistema: le temperature sole-aria, le resistenze termiche di ogni strato e le capacità termiche superficiali.
Una volta validato il modello, è stata valutata la Costante Verde Kv. Da opportune considerazioni, prese in fase di studio, è stato deciso di definire la Kv mettendo in relazione il flusso termico in uscita dalla parete in configurazione totalmente nuda (quindi di edificio privo di pareti verdi) con il flusso termico uscente dalla parete in configurazione totalmente protetta (quindi di edificio completamente ombreggiato dalla coltre vegetale). Sono state quindi apportate delle modifiche al modello originario, rispecchiante il reale dell’edificio F92, per rappresentare le due configurazioni di nuda e protetta. La Kv è stata utile per fornire un primo riscontro sul contributo prestazionale energetico offerto dalle pareti verdi.
Definita la costante verde Kv, lo studio di questa è stato esteso a tutta la stagione estiva; inoltre sono stati studiati altri parametri termo-fisici quali: fattore di attenuazione verde, sfasamento verde e trasmittanza periodica verde (parametri che sono funzione di entrambe le configurazioni di nuda e protetta). In questo modo è stato possibile ricondursi all'obbiettivo primario del caso di studio, ovvero di valutare i diversi vantaggi, dal punto di vista energetico, offerti dalla parete verde in esame in funzione dei parametri studiati.
Lo studio prestazionale è stato effettuato in tre diversi luoghi, che sono: Roma, Bolzano e Palermo; le diverse collocazioni hanno lo scopo di studiare la diversa risposta fornita dalle pareti verdi in condizioni diverse. La scelta è stata presa facendo riferimento alle zone climatiche in cui è suddivisa l’Italia.
Infine, una volta studiati i vari parametri termo-fisici per ogni località, sono stati realizzati dei diagrammi di comparazione, per visualizzare i diversi comportamenti delle pareti verdi, e riportate le diverse osservazioni fatte.
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