Involucri trasparenti innovativi. Modellazione e sperimentazione su componenti dinamici e sistemi di facciata attivi

Con l'entrata in vigore della Direttiva europea 2009/91/CE (EPBD) e s.m.i. si pone l'attenzione verso la promozione di interventi sul patrimonio edilizio volti alla costruzione di nuovi edifici ad energia quasi zero (NZEB Nearly Zero Energy Building), ovvero edifici ad altissima prestazione energetica. Per il raggiungimento degli obiettivi imposti a livello europeo è necessaria una trasformazione del concetto di involucro edilizio; da semplice elemento di chiusura dal contesto climatico esterno, definito "involucro passivo", a pelle, elemento regolatore attivo in grado di modulare l'interazione tra ambiente interno e ambiente esterno (involucro “dinamico”). Questo nuovo approccio ha portato allo sviluppo di tecnologie che promuovono l'adozione di componenti dinamici adattativi/responsivi nell'involucro edilizio e negli elementi costruttivi (Annex 44), fortemente integrati con gli impianti meccanici e con sistemi atti allo sfruttamento dell'energia solare. In questo quadro, dall'analisi dello stato dell'arte sono emersi due principali limiti tecnici all'adozione e allo sviluppo di tecnologie di involucro responsivo; la carenza di indicatori sentitici normati e in grado di rappresentare il comportamento dinamico dei sistemi di involucro edilizio e la mancanza di strumenti semplificati per la simulazione energetica in una fase di progetto preliminare. Il lavoro di ricerca si focalizza in particolare sulle tecnologie di involucro trasparente con un comportamento responsivo infatti la trasparenza è una scelta architettonica sempre più diffusa negli edifici ad uso terziario. L'analisi parte dalla scala del componente per arrivare a quella di sistema di facciata trasparente. Grazie ai dati raccolti durante cinque diverse campagne sperimentali su componenti e sistemi di facciata trasparenti si propone una metodologia di acquisizione dei dati sperimentali, di elaborazione critica dei risultati e di normalizzazione per il confronto tra le diverse tecnologie. Tra i sistemi di facciata analizzati una facciata climatica è stata caratterizzata dal punto di vista termico, acustico e luminoso tramite l'elaborazione di dati sperimentali. Dall'elaborazione di una parte dei dati sperimentali si sono definiti i parametri sperimentali sintetici di trasmittanza termica (U) e fattore solare (g) tramite il metodo delle regressioni lineari e multiple. I parametri calcolati sono stati validati su un altro set di dati sperimentali. I risultati mostrano che l'utilizzo di parametri sintetici per caratterizzare il comportamento di sistemi di facciata attiva porta ad un errore di circa il 25%. Parallelamente si è sviluppato un nuovo modello di calcolo semplificato orario, per valutare la prestazione energetica di sistemi di facciata attivi. Il modello è stato validato su diverse configurazioni di facciata attiva e con i dati raccolti in campo.Infine si è effettuato un confronto tra i risultati del modello semplificato e di un modello dettagliato e capacitivo.