INVOLUCRO: progettazione, simulazione e monitoraggio di due edifici test

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Rosalinda Martini
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1 INVOLUCRO: progettazione, simulazione e monitoraggio di due edifici test Prof. Massimo Garai CIRI EC Arena Regione Europa spazi di cambiamento SAIE ottobre 2018

2 INTRODUZIONE PROGETTO INVOLUCRO «Sistemi innovativi, adattativi e sostenibili per l'involucro edilizio ad alte prestazioni energetiche ed acustiche»

3 INTRODUZIONE OBIETTIVO: facciata ventilata come sistema intelligente INNOVAZIONE: lastre ceramiche ad elevato SRI integrazione di PCM nel sistema facciata ventilata ventilazione ibrida e controllo automatizzato del flusso d aria agganci per la riduzione della trasmissione del rumore VALIDAZIONE: realizzazione di due edifici test per la sperimentazione di soluzioni innovative di facciata ventilata in condizioni di esposizione reali

Scarsa ventilazione in cavità Medie prestazioni termiche estive Scarso accumulo di calore stagione invernale Nessuna attenzione al

4 INTRODUZIONE SCOPO FINALE DEL PROGETTO Migliorare le prestazioni termiche ed energetiche della facciata ventilata per renderla maggiormente competitiva con i sistemi tradizionali. Scarsa ventilazione in cavità Medie prestazioni termiche estive Scarso accumulo di calore stagione invernale Nessuna attenzione al controllo del rumore Involucro di tipo passivo Elevata ventilazione in cavità (controllo) Elevate prestazioni termiche estive Aumentato accumulo di calore stagione invernale Attenzione al controllo del rumore Involucro di tipo attivo

INTRODUZIONE SPERIMENTAZIONE PASSATA Un solo edificio di prova valutazioni comparative tra diverse soluzioni problematiche REFERENCE TEST PROGETTO INVOLUCRO: Due edifici di prova: A e B L edificio di

5 INTRODUZIONE SPERIMENTAZIONE PASSATA Un solo edificio di prova valutazioni comparative tra diverse soluzioni problematiche REFERENCE TEST PROGETTO INVOLUCRO: Due edifici di prova: A e B L edificio di riferimento (A) monta sempre la stessa soluzione L edificio di prova (B) monta via via soluzioni diverse I due edifici sono esposti alle medesime condizioni climatiche Il confronto tra i dati misurati sui due edifici dimostra l incremento di performance della soluzione provata in B

6 PARTNER DEL PROGETTO

7 PARTNER DEL PROGETTO

8 JOINT RESEARCH LAB: ETL (Envelope Test Lab) CIRI EC costruisce le due torrette strumentate sul terreno messo a disposizione da Aliva Per la durata del progetto finanziato da RER (2 anni) il laboratorio svolge le attività previste Dopo la fine del progetto, il laboratorio rimane in funzione per almeno altri 5 anni, rinnovabili Dopo la fine del progetto il laboratorio potrà sperimentare altre soluzioni innovative e sarà a disposizione delle aziende della Regione che, tramite CIRI EC, vorranno provare le loro soluzioni Disciplina della proprietà intellettuale e della riservatezza

9 INVOLUCRO: progettazione, simulazione e monitoraggio di due edifici test Progettazione architettonica e trasmissione del rumore Francesca Di Nocco CIRI EC Arena Regione Europa spazi di cambiamento SAIE ottobre 2018

10 PROGETTAZIONE ARCHITETTONICA DUE EDIFICI TEST situati a San Mauro Pascoli (FC) sul sito di Aliva s.r.l. ~22 m N

11 PROGETTAZIONE ARCHITETTONICA DUE EDIFICI TEST IDENTICI DI DIMENSIONI: Area di base: ~11 m 2 Altezza della facciata: 6,7 m Area della facciata: ~15 m 2 TORRETTA DI RIFERIMENTO TORRETTA TEST

12 PROGETTAZIONE ARCHITETTONICA COSTRUZIONE DEGLI EDIFICI TEST 1) STRUTTURA 2) RIVESTIMENTI 3) FACCIATA VENTILATA

13 FACCIATA VENTILATA PROGETTAZIONE ARCHITETTONICA

TRASMISSIONE DEL RUMORE ISOLAMENTO DI FACCIATA MODELLO PREVISIONALE ISO 12354:2017 D 2m,nT = R + ΔL fs + 10 log 0,16 V T 0 S dove R n = 10 log τ e,i i=1 m + τ j=1 f,j [db] MISURAZIONI IN OPERA SUGLI

14 TRASMISSIONE DEL RUMORE ISOLAMENTO DI FACCIATA MODELLO PREVISIONALE ISO 12354:2017 D 2m,nT = R + ΔL fs + 10 log 0,16 V T 0 S dove R n = 10 log τ e,i i=1 m + τ j=1 f,j [db] MISURAZIONI IN OPERA SUGLI EDIFICI TEST ISOLAMENTO DI FACCIATA TRASMISSIONE LATERALE D 2m,nT = L 1,2m L log T T 0 [db] D v,ij = L v,i L v,j [db] MISURAZIONI IN OPERA DI ISOLAMENTO ISO :2016 MISURAZIONI IN OPERA DI VIBRAZIONI BS ISO :2017

15 TRASMISSIONE DEL RUMORE SISTEMA DI AGGANCIO DEL RAINSCREEN SISTEMA TRADIZIONALE SISTEMA INNOVATIVO Due diversi sistemi di aggancio, tradizionale e innovativo, impiegati sulla medesima struttura di supporto nei due edifici test.

TRASMISSIONE DEL RUMORE MISURE IN OPERA DI TRASMISSIONE DELLE VIBRAZIONI SISTEMA TRADIZIONALE SISTEMA INNOVATIVO Acquisizione dei livelli di

16 TRASMISSIONE DEL RUMORE MISURE IN OPERA DI TRASMISSIONE DELLE VIBRAZIONI SISTEMA TRADIZIONALE SISTEMA INNOVATIVO Acquisizione dei livelli di velocità delle vibrazioni in sei punti per l analisi della riduzione del rumore: confronto tra il sistema tradizionale e il sistema in via di sviluppo.

17 INVOLUCRO: progettazione, simulazione e monitoraggio di due edifici test Simulazione energetica e soluzioni test Maria Giuditta Nerla, Anna Rovigatti CIRI EC Arena Regione Europa spazi di cambiamento SAIE ottobre 2018

MODELLAZIONE IMPOSTAZIONE DEL MODELLO DI SIMULAZIONE Ventilazione naturale Infiltrazioni trascurabili Simulazione senza impianto 12 zone termiche Conducibilità [W/mK]

18 MODELLAZIONE IMPOSTAZIONE DEL MODELLO DI SIMULAZIONE Ventilazione naturale Infiltrazioni trascurabili Simulazione senza impianto 12 zone termiche Conducibilità [W/mK] Calore specifico [J/kgK] Densità [kg/m 3 ] EPS Lana di roccia CLT Laterizi C.A Ceramica

19 C SIMULAZIONE DINAMICA PERIODO ESTIVO (15/07) Temperatura dell aria Esterna Interna alla torretta Interna alla cavità luglio

20 C SUPPORTO ALLE SCELTE PROGETTUALI Inserimento di isolante termico all interno dell intercapedine d aria (1) Colore rivestimento esterno delle pareti tradizionali (2) (1) Temperatura aria interna Parete ventilata senza isolamento Parete ventilata con isolamento luglio Esterna Interna alla torretta (No lana di roccia) Iterna alla torretta (Sì lana di roccia)

21 C SUPPORTO ALLE SCELTE PROGETTUALI C Inserimento di isolante termico all interno dell intercapedine d aria (1) Colore rivestimento esterno delle pareti tradizionali (2) (1) Temperatura aria interna (2) Temperatura aria interna luglio luglio Esterna Interna alla torretta (No lana di roccia) Iterna alla torretta (Sì lana di roccia) Esterna nero grigio chiaro grigio scuro bianco

22 MODELLO DI AIRFLOW CONTROLLO AUTOMATIZZATO DELLA VENTILAZIONE Griglie fisse (IN1, OUT) Griglie mobili (IN2, IN3)

m/s C 01:00 01:00 03:00 03:00 05:00 05:00 07:00 07:00 09:00 09:00 11:00 11:00 13:00 13:00 15:00 15:00 17:00 17:00 19:00 19:00 21:00 21:00 23:00 23:00 01:00 01:00 03:00 03:00 05:00 05:00 07:00 07:00

23 m/s C 01:00 01:00 03:00 03:00 05:00 05:00 07:00 07:00 09:00 09:00 11:00 11:00 13:00 13:00 15:00 15:00 17:00 17:00 19:00 19:00 21:00 21:00 23:00 23:00 01:00 01:00 03:00 03:00 05:00 05:00 07:00 07:00 09:00 09:00 11:00 11:00 13:00 13:00 15:00 15:00 17:00 17:00 19:00 19:00 21:00 21:00 23:00 23:00 MODELLO DI AIRFLOW Outlet 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Velocità aria intercapedine (m/s) A B luglio Temperatura aria intercapedine ( C) C D luglio

24 VALIDAZIONE DEL MODELLO

25 VALIDAZIONE DEL MODELLO RAINSCREEN: - 2 soluzioni commerciali innovative - 2 soluzioni ceramiche di diversa porosità - 2 soluzioni a diverso SRI VARIABILI: - Ventilazione naturale con variazione apertura griglie - Ventilazione meccanica - Aggiunta PCM

26 INVOLUCRO: progettazione, simulazione e monitoraggio di due edifici test Sistema di monitoraggio Tomà Canessi CIRI EC Arena Regione Europa spazi di cambiamento SAIE ottobre 2018

SISTEMA DI MONITORAGGIO Strumento e Modello 8 Anemometro - HD29371TC3-10

superficiali 14 Termoresistenza pt100 per temperature dell aria 2

2 Unità esterne della Pompa di Calore DAIKIN 2MXM50M 4 Split interni

27 SISTEMA DI MONITORAGGIO Strumento e Modello 8 Anemometro - HD29371TC Piranometro - LP PYRA03AC 80 Termoresistenza pt100 per temperature superficiali 14 Termoresistenza pt100 per temperature dell aria 2 Contatore di Energia Trifase 2 Workstation HP Z240 1 Stazione Meteo Davis 2 Unità esterne della Pompa di Calore DAIKIN 2MXM50M 4 Split interni della Pompa di Calore DAIKIN C/FTXM-M 2 Chassis - NI cdaq NI NI NI 9216

28 ACQUISIZIONE DATI

29 POSIZIONE STRUMENTAZIONE TERMORESISTENZE T superficiale interna ed esterna delle lastre esterne T all interno della cavità ventilata T superficiale interna ed esterna della parete in muratura T superficiali di pareti interne T dell aria all interno ANEMOMETRO Velocità dell aria nella cavità Umidità dell aria nella cavità PIRANOMETRO Radiazione solare Globale STAZIONE METEO Temperatura, Umidità, Pluviometro, anemometro, barometro cdaq 9189 Acquisizione e elaborazione dei dati

30 POSIZIONE STRUMENTAZIONE TERMORESISTENZE T superficiale interna ed esterna delle lastre esterne T all interno della cavità ventilata T superficiale interna ed esterna della parete in muratura T superficiali di pareti interne T dell aria all interno ANEMOMETRO Velocità dell aria nella cavità Umidità dell aria nella cavità PIRANOMETRO Radiazione solare Globale STAZIONE METEO Temperatura, Umidità, Pluviometro, anemometro, barometro cdaq 9189 Acquisizione e elaborazione dei dati

31 POSIZIONE STRUMENTAZIONE TERMORESISTENZE T superficiale interna ed esterna delle lastre esterne T all interno della cavità ventilata T superficiale interna ed esterna della parete in muratura T superficiali di pareti interne T dell aria all interno ANEMOMETRO Velocità dell aria nella cavità Umidità dell aria nella cavità PIRANOMETRO Radiazione solare Globale STAZIONE METEO Temperatura, Umidità, Pluviometro, anemometro, barometro cdaq 9189 Acquisizione e elaborazione dei dati

POSIZIONE STRUMENTAZIONE TERMORESISTENZE T superficiale interna ed esterna delle lastre esterne T all interno della cavità ventilata T superficiale interna ed esterna della parete in muratura T

32 POSIZIONE STRUMENTAZIONE TERMORESISTENZE T superficiale interna ed esterna delle lastre esterne T all interno della cavità ventilata T superficiale interna ed esterna della parete in muratura T superficiali di pareti interne T dell aria all interno ANEMOMETRO Velocità dell aria nella cavità Umidità dell aria nella cavità PIRANOMETRO Radiazione solare Globale STAZIONE METEO Temperatura, Umidità, Pluviometro, anemometro, barometro cdaq 9189 Acquisizione e elaborazione dei dati

33 WORK IN PROGRESS

34 GRAZIE PER L ATTENZIONE

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