INVOLUCRO: progettazione, simulazione e monitoraggio di due edifici test · 2019-05-23 · e monitoraggio di due edifici test Simulazione energetica e soluzioni test . MODELLAZIONE

Arena Regione Europa spazi di cambiamento

SAIE 2018 | 19 ottobre 2018

INVOLUCRO: progettazione, simulazione e monitoraggio di due edifici test

Prof. Massimo Garai – CIRI EC

PROGETTO INVOLUCRO

«Sistemi innovativi, adattativi e sostenibili per

l'involucro edilizio ad alte prestazioni energetiche

ed acustiche»

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

INTRODUZIONE

INTRODUZIONE

SCOPO FINALE DEL PROGETTO

Elevata ventilazione in cavità (controllo)

Elevate prestazioni termiche estive

Aumentato accumulo di calore stagione

invernale

Attenzione al controllo del rumore

Involucro di tipo attivo

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

SPERIMENTAZIONE PASSATA

• Un solo edificio di prova valutazioni comparative tra diverse

soluzioni problematiche

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

REFERENCE TEST

INTRODUZIONE

PARTNER DEL PROGETTO

PARTNER DEL PROGETTO

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



Francesca Di Nocco – CIRI EC

INVOLUCRO: progettazione, simulazione e monitoraggio di due edifici test Progettazione architettonica e trasmissione del rumore

~22 m

PROGETTAZIONE ARCHITETTONICA

N

DUE EDIFICI TEST situati a San Mauro Pascoli (FC) sul sito di Aliva s.r.l.


DUE EDIFICI TEST IDENTICI DI DIMENSIONI: Area di base: ~11 m2

Altezza della facciata: 6,7 m

Area della facciata: ~15 m2

TORRETTA DI

RIFERIMENTO

TORRETTA

TEST


1) STRUTTURA 2) RIVESTIMENTI 3) FACCIATA VENTILATA

COSTRUZIONE DEGLI EDIFICI TEST


FACCIATA VENTILATA

TRASMISSIONE DEL RUMORE

𝐷2𝑚,𝑛𝑇 = 𝑅′ + Δ𝐿𝑓𝑠 + 10 𝑙𝑜𝑔

0,16 VT0 S

dove 𝑅′ = −10 𝑙𝑜𝑔 𝜏𝑒,𝑖

𝑛

𝑖=1+ 𝜏𝑓,𝑗

𝑚

𝑗=1 [dB]

MODELLO PREVISIONALE ISO 12354:2017

ISOLAMENTO DI FACCIATA TRASMISSIONE LATERALE

MISURAZIONI IN OPERA SUGLI EDIFICI TEST

MISURAZIONI IN OPERA DI VIBRAZIONI

BS ISO 10848-1:2017

MISURAZIONI IN OPERA DI ISOLAMENTO

ISO 16283-3:2016

𝐷2𝑚,𝑛𝑇 = 𝐿1,2𝑚 − 𝐿2 + 10 log𝑇

𝑇0 [dB] 𝐷𝑣,𝑖𝑗 = 𝐿𝑣,𝑖 − 𝐿𝑣,𝑗 [dB]

ISOLAMENTO DI FACCIATA


SISTEMA TRADIZIONALE SISTEMA INNOVATIVO

Due diversi sistemi di aggancio, tradizionale e innovativo, impiegati sulla medesima

struttura di supporto nei due edifici test.

SISTEMA DI AGGANCIO DEL RAINSCREEN


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.



Maria Giuditta Nerla, Anna Rovigatti – CIRI EC

INVOLUCRO: progettazione, simulazione e monitoraggio di due edifici test Simulazione energetica e soluzioni test

MODELLAZIONE

• Ventilazione naturale

• Infiltrazioni trascurabili

• Simulazione senza impianto

• 12 zone termiche

Conducibilità

[W/mK]

Calore specifico

[J/kgK]

Densità

[kg/m3]

EPS 0.031 1260 25

Lana di roccia 0.035 1030 40

CLT 0.120 1600 360

Laterizi 0.150 1000 880

C.A. 2.100 1000 2400

Ceramica 1.300 840 2300

IMPOSTAZIONE DEL MODELLO DI SIMULAZIONE

SIMULAZIONE DINAMICA

20

25

30

35

40

45

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

°C

15 luglio

Esterna Interna alla torretta Interna alla cavità

Temperatura dell’aria

PERIODO ESTIVO (15/07)

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

15

18

21

24

27

30

33

1 4 7 10 13 16 19 22 1 4 7 10 13 16 19 22

°C

14 – 15 luglio

Esterna

Interna alla torretta (No lana di roccia)

Iterna alla torretta (Sì lana di roccia)

Parete ventilata senza isolamento

Parete ventilata con isolamento

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 (2) Temperatura aria interna

15

18

21

24

27

30

33

1 4 7 10 13 16 19 22 1 4 7 10 13 16 19 22

°C

14 – 15 luglio

Esterna

Interna alla torretta (No lana di roccia)

Iterna alla torretta (Sì lana di roccia)

19

21

23

25

27

29

31

33

1 4 7 10 13 16 19 22 1 4 7 10 13 16 19 22

°C

14 -15 luglio

Esterna grigio scuro

nero bianco

grigio chiaro

MODELLO DI AIRFLOW

• Griglie fisse (IN1, OUT)

• Griglie mobili (IN2, IN3)

CONTROLLO AUTOMATIZZATO DELLA VENTILAZIONE

MODELLO DI AIRFLOW

A B

C D

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

01:0

0

03:0

0

05:0

0

07:0

0

09:0

0

11:0

0

13:0

0

15:0

0

17:0

0

19:0

0

21:0

0

23:0

0

01:0

0

03:0

0

05:0

0

07:0

0

09:0

0

11:0

0

13:0

0

15:0

0

17:0

0

19:0

0

21:0

0

23:0

0

m/s

14 -15 luglio

Velocità aria intercapedine (m/s)

Outlet

20

25

30

35

40

45

01:0

0

03:0

0

05:0

0

07:0

0

09:0

0

11:0

0

13:0

0

15:0

0

17:0

0

19:0

0

21:0

0

23:0

0

01:0

0

03:0

0

05:0

0

07:0

0

09:0

0

11:0

0

13:0

0

15:0

0

17:0

0

19:0

0

21:0

0

23:0

0

°C

14 -15 luglio

Temperatura aria intercapedine (°C)

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

VALIDAZIONE DEL MODELLO



Tomà Canessi – CIRI EC

INVOLUCRO: progettazione, simulazione e monitoraggio di due edifici test Sistema di monitoraggio

Strumento e Modello

8 Anemometro - HD29371TC3-10

2 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-9189

2 NI 9203

2 NI 9421

10 NI 9216

SISTEMA DI MONITORAGGIO

ACQUISIZIONE DATI

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




























WORK IN PROGRESS

GRAZIE PER L’ATTENZIONE

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