Materiali a cambiamento di fase negli edifici: ricerca e sperimentazione

Abstract

La tesi si occupa dei materiali a cambiamento di fase (Phase Change Materials) negli edifici; l’obiettivo principale è capire se sia possibile realizzare componenti con PCM applicabili in edifici ad uso civile, come uffici e abitazioni, per migliorare le prestazioni energetiche degli stessi, senza la necessità di opere edili imponenti. I PCM riescono ad immagazzinare e rilasciare grandi quantità di energia in volumi molto ridotti sfruttando il calore latente, ovvero passando dallo stato solido a quello liquido e viceversa, nell’arco dell’intera giornata. La tesi si articola in due parti: la prima di ricerca e la seconda di sperimentazione. La fase di ricerca è stata condotta mediante consultazione di svariati articoli e libri dedicati all’argomento; lo scopo principale è stato l’individuarne il funzionamento, le tipologie di applicazione, i limiti e le qualità. Questa prima fase si è conclusa con la realizzazione di una matrice che ha racchiuso una trentina di casi studio suddivisi in base alla temperatura di fusione e al tipo di applicazione, per avere un quadro generale più chiaro e poter delineare delle linee guida utili alla progettazione, che è piuttosto complessa. A fronte di quanto emerso dalla ricerca ho sviluppato la fase sperimentale avanzando un’ipotesi di applicazione piuttosto innovativa: un elemento di schermatura solare mobile. Dopo aver messo a punto il progetto, ho realizzato un prototipo che prevede l’utilizzo, come PCM, di olio di cocco macro-incapsulato in sacchetti di nylon, posti all’interno di 75 tasche. Successivamente, mediante una campagna di monitoraggio, è stato analizzato il comportamento della tenda nella stagione invernale, nel nostro tipo di clima. I test sono stati svolti in condizioni reali, infatti come sito è stato utilizzato l’ufficio di un docente del Dipartimento di Architettura e Design dell’Università degli Studi di Genova. Il monitoraggio, articolato in 3 fasi principali, ha dato risultati interessanti, ma diversi dall’aspettativa, tuttavia apre a prospettive di ricerca su questi sistemi