Analisi termo-energetica comparativa di sistemi a verde pensile in area mediterranea

Abstract

Il presente lavoro di tesi analizza l'impatto energetico dei sistemi a verde pensile applicati a un modulo prefabbricato in acciaio, valutandone l'efficacia e la flessibilità in diverse città nel bacino del Mediterraneo. La metodologia si basa su simulazioni dinamiche orarie condotte con il software EnergyPlus, mettendo a confronto una copertura tradizionale con soluzioni vegetate differenziate tra succulente, erba e graminacee. I risultati mostrano che il tetto vegetato agisce come un eccezionale stabilizzatore termico dell'involucro edilizio. Nella stagione estiva, a fronte di temperature superficiali del tetto standard estremamente elevate, che causano il sovraccarico degli impianti di climatizzazione, la configurazione con graminacee abbatte drasticamente i picchi di calore grazie ai meccanismi combinati di ombreggiamento ed evapotraspirazione, allineando il profilo termico della struttura alla temperatura ambiente. Su base annua, il sistema verde riduce sensibilmente la domanda totale di energia e annulla il fabbisogno di raffrescamento nei mesi invernali dovuto al surriscaldamento della copertura nera, abbattendo al contempo le emissioni di anidride carbonica in atmosfera. Dal punto di vista economico, si evidenziano tempi di recupero dell'investimento molto rapidi, confermando la fattibilità preliminare dell'opera.

This thesis analyzes the energy impact of green roof systems applied to a prefabricated steel module, evaluating their effectiveness and flexibility across various cities in the Mediterranean basin. The methodology relies on hourly dynamic simulations performed using EnergyPlus software, comparing a traditional roof with vegetated solutions featuring succulents, turf grass, and ornamental grasses. The results demonstrate that the green roof acts as an exceptional thermal stabilizer for the building envelope. During the summer, while standard roofs reach extremely high surface temperatures that overload air-conditioning systems, the configuration using ornamental grasses drastically reduces heat peaks through the combined mechanisms of shading and evapotranspiration, aligning the structure's thermal profile with the ambient temperature. On an annual basis, the green system significantly lowers total energy demand and eliminates the need for winter cooling—often required due to the overheating of dark roofing—while simultaneously reducing atmospheric carbon dioxide emissions. From an economic perspective, the analysis highlights very short investment payback periods, confirming the project's full engineering feasibility.