Valutazione sperimentale e analitica di involucri opachi verticali: ottimizzazione in clima temperato caldo

The current research is aimed at identifying, experimentally and analytically, the energy performance of several vertical opaque envelopes, in warm temperate climates. The aim of the traditional envelope research is to verify the dynamic performance of 3 different wall constructions (masonry wall, cavity wall and insulated cavity wall). In each case, the optimal retrofit solution in terms of comfort, energy consumption and environmental impact is identified. To that end, contemporary experimental comparisons were made between buildings which are characteristic of the existing building heritage (1940-1980). Dynamic parametric analyses were carried out in order to verify the impact of different retrofit solutions. The results show that the behaviour of the 3 envelopes differs greatly. The use of considerable thicknesses of thermal insulation sometime causes problems of overheating. The introduction of an external ventilated coating was found to be the optimal solution. The aim of the ventilated envelope research is to assess the effective thermal performance of the ventilated facades with a complete thermo-fluid dynamic analysis. To that end, contemporary experimental comparisons were made between ventilated facades with different external cladding (clay cladding and zinc-titanium), various heights of the ventilation channel (4, 6, 8, and 12 m) and different exposure (east, south and west). Fluid-dynamic parametric analyses were also carried out. The results show that variations in the height of ventilation channel cause an increase in the velocity and temperature values in the channel. The air flow rate also increases considerably when the height of the ventilation channel increases. Both the ventilated facades, with different external cladding, perform well even if there is a chimney effect in different times, during the daytime in one case and during the night in the other.

La presente ricerca ha l’obiettivo di valutare, sperimentalmente e analiticamente, le prestazioni energetiche di vari tipi di involucro opaco verticale, in un clima temperato caldo. L’obiettivo dello studio effettuato sull’involucro tradizionale è la verifica del comportamento in regime dinamico di 3 diverse strategie costruttive (muratura piena, parete a cassetta e cassetta isolata). Per i vari casi, è stato individuato l’intervento di retrofit ottimale dal punto di vista di comfort, consumi energetici e impatti ambientali. A tale fine lo studio ha previsto il confronto sperimentale contemporaneo di edifici, caratteristici del patrimonio edilizio esistente (1940-1980). Sono state inoltre effettuate analisi parametriche in regime dinamico per verificare l’impatto di diverse soluzioni di coibentazione termica. I risultati hanno dimostrato come i 3 involucri presentino un comportamento molto diverso. L’inserimento di elevati spessori di coibente termico determina, a volte, problemi di surriscaldamento. L’introduzione di un cappotto ventilato è risultata essere la soluzione migliore. L’obiettivo dello studio effettuato sull’involucro ventilato è di valutare le effettive prestazioni termiche di pareti ventilate, con una completa analisi termo-fluido dinamica. A tale fine lo studio ha previsto il confronto sperimentale contemporaneo di pareti ventilate con diverso rivestimento esterno (tavella in laterizio e zinco-titanio), diversa altezza del condotto di ventilazione (4, 6, 8 e 12 m) e diversa esposizione (est, sud e ovest). Sono state inoltre effettuate analisi parametriche in regime fluidodinamico. I risultati hanno dimostrato come l’altezza del condotto di ventilazione determini un aumento dei valori di velocità e temperatura dell’aria nel condotto. Anche i valori di portata d’aria subiscono un sostanziale incremento in corrispondenza dell’aumento dell’altezza del condotto. Entrambe le pareti ventilate, con diverso rivestimento esterno, presentano un buon comportamento pur con attivazione dell’effetto camino in orari diversi, di giorno in un caso e di notte nell’altro.