Integrazione di sistemi per lo sfruttamento dell'energia solare in facciate multifunzionali: analisi sperimentale e simulativa di un caso studio = Integration of systems for solar radiation exploitation in multifunctional façades: experimental and simulation analysis of a case study

Questo lavoro rappresenta il punto di arrivo di un percorso accademico e al contempo il punto di partenza per l’applicazione delle ricerche svolte nell’ambito della sostenibilità ambientale per la realizzazione di edifici “efficienti” con uno sguardo attento all’estetica. L’estetica, il bello sono da sempre considerati un motore non trascurabile per l’innovazione, soprattutto in campo architettonico. Nella tesi sono state esplorate le più recenti innovazioni nel campo dell'efficienza energetica degli edifici, focalizzandosi sulla combinazione di due tecnologie che sfruttano l'energia solare in facciata: la soluzione Trombe Wall e il BIPV (fotovoltaico integrato nell'edificio. Ulteriori ricerche, sperimentali e simulative, evidenziano come la prestazione sia ulteriormente migliorabile tramite l'impiego di ventilatori per ottimizzare la circolazione dell'aria attraverso le aperture di ventilazione delle pareti Trombe. Partendo da queste considerazioni il presente studio parte da un concept di progetto di modulo di facciata assimilabile alla soluzione Trombe Wall e integrante fotovoltaico mascherato tramite una vetrata diffondente approfondendone le prestazioni tramite analisi sperimentale e simulativa. Questa tecnologia sfrutta la radiazione solare per generare calore all'interno di un ambiente in modo passivo integrando anche la tecnologia fotovoltaica per la produzione di energia rinnovabile direttamente in situ. La chiara duplicità dell'indagine si concentra non solo sulla riduzione del consumo energetico per il riscaldamento, ma anche sull'e potenzialità dell'impiego di fonti energetiche rinnovabili. Un vantaggio aggiuntivo di questa tecnologia è la capacità di occultare i pannelli fotovoltaici dietro una vetrata, contribuendo così a migliorare l'aspetto estetico della struttura e aumentandone l'attrattiva sul mercato immobiliare. In particolare è stata condotta da giugno 2023, e attiva ancora oggi, una campagna sperimentale a Torino, su un mock-up installato sulla copertura del Dipartimento Energia del Politecnico di Torino. L’obiettivo di questa prima attività è stato quello di osservare il comportamento reale del modulo, sia nel periodo estivo che in quello invernale, per valutarne l’efficienza energetica. Le misurazioni hanno riguardato le temperature superficiali dei componenti e quelle dell’aria nelle cavità della facciata e i dati relativi all’efficienza di conversione del pannello fotovoltaico. La seconda parte del lavoro di tesi ha previsto la creazione di un modello energetico digitale, validato attraverso i dati sperimentali. La simulazione è stato svolta con il software EnergyPlus al fine di ottenere il comportamento annuale del modulo e di poterlo analizzare in condizioni diverse di scenario. I risultati mostrano come queste siano soluzioni promettenti per migliorare l'efficienza energetica degli edifici, ma di quanto sia fondamentale supportare la ricerca e rendere disponibili dati reali per garantirne il successo e la sostenibilità nel contesto delle costruzioni a basso impatto ambientale. Si è quindi tentato di coniugare al meglio la ricerca del Kalos Kai Agathos in senso classico, attraverso lo studio di un modulo di facciata che, rispettando i canoni estetici, permetta un uso sostenibile delle risorse.