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Bianciotto, Serena

PeCM : Peltier e PCM : una nuova proposta di Responsive Building Elements per facciate attive.

Rel. Valentina Serra, Alfonso Capozzoli, Stefano Fantucci. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile, 2015

Abstract:

Per il raggiungimento degli obiettivi imposti a livello europeo per la costruzione di edifici ad energia quasi zero, è necessaria una trasformazione del concetto di involucro edilizio: da semplice Semento di chiusura (sistema passivo), a elemento regolatore attivo (sistema dinamico).

Per rispondere a queste esigenze si è elaborato un nuovo concept di facciata ventilata opaca intelligente, che sia in grado d'integrare diversi principi di funzionamento al fine di migliorare le prestazioni e le qualità interne. Il nuovo concept combina i materiali a cambiamento di fase PCM con le celle di Peltier Pe, chiamato con l'acronimo PeCM (Pe + PCM), vuole essere una nuova tipologia di Responsive Building Element, capace di adattarsi alle condizioni climatiche esterne sfruttando al meglio gli apporti energetici gratuiti.

La tesi ha lo scopo di osservare il comportamento delle celle di Peltier abbinate ai materiali a cambiamento di fase al fine di determinare la fattibilità del concept di progetto. Questa si articola in quattro fasi, le prime due sono rivolte allo studio dei Responsive Building Elements e delle due tecnologie impiegate, così da porre le basi per determinare le caratteristiche della nuova parete opaca; le altre due sono rivolte alla definizione del progetto e alla descrizione delle fasi sperimentali, utili a verificare la fattibilità dell'ipotesi progettuale; per poi concludersi con l'analisi dei risultati ottenuti.

Per verificare la fattibilità del progetto sono state effettuate diverse prove, sia numeriche che pratiche. I test sono serviti a osservare il comportamento delle due tecnologie abbinate. Avvalendosi della "BET celi" (Building Envelope Test Celi), che consente di regolare le condizioni ambientali, è stato possibile osservare il funzionamento dei due materiali accoppiati. Dapprima si è testato il comportamento delle celle di Peltier in relazione ai diversi materiali che possono lambire la superficie di dissipazione alettata: Aria - Acqua - PCM. Successivamente si è costruito un modello con cui sono testate varie combinazioni di fluidi capacitivi per dissipare il calore generato dalla cella di Peltier ; una scala più estesa ha permesso di osservare il comportamento delle due tecnologie in relazione ad una superficie di scambio maggiore.

Si è concluso che l'integrazione delle celle di Peltier e dei PCM, possono contribuire al raffrescamento dell'ambiente interno in modo attivo e passivo e quindi costituire un nuovo sistema di parete opaca responsiva. La tecnologia è ancora in una fase embrionale e necessita di ulteriori test per verificare l'effettiva efficacia del sistema, ma dai risultati ottenuti dalle sperimentazioni è possibile affermare il potenziale delle due tecnologie.

Relatori: Valentina Serra, Alfonso Capozzoli, Stefano Fantucci
Soggetti: A Architettura > AD Bioarchitettura
S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica
T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TE Tecnologia dei materiali
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/4520
Capitoli:

Sommario

Introduzione

1. FASE CONOSCITIVA I - TECNOLOGIE INNOVATIVE D'INVOLUCRO EDILIZI

STRATEGIE - RESPONSIVE BUILDING ELEMENTS

Facciate integrate avanzate

Principio di Funzionamento

Benefici

Limitazioni

Facciate ventilate opache

Facciate ventilate trasparenti

Facciate ventilate trasparenti con fotovoltaico integrato

Principio di Funzionamento

Benefici

Limitazioni

Fotovoltaico integrato

Principio di Funzionamento

Benefici

Limitazioni

Collettori solari integrati

Principio di Funzionamento Benefici Limitazioni

Isolamento dinamico

Principio di Funzionamento

Benefici

Limitazioni

Materiali a cambiamento di fase

Principio di Funzionamento

Benefici

Limitazioni

1.2. CASI STUDIO

Ricerca

Prototipo

Realizzazioni

2. FASE CONOSCITIVA II - FUNZIONAMENTO DEI COMPONENTI PRINCIPALI

2.1. PELTIER

Cosa Sono

Come Sono Fatte

Come Funzionano

Usi

Sostenibilità

2.2. PCM

Cosa Sono

Come Sono Fatti

Come Funzionano

Usi

Sostenibilità

2.3. CASI STUDI

3. FASE PROGETTUALE - CONCEPT

CONFIGURAZIONI

Configurazione A

Configurazione B

Configurazione C

Configurazione D .1

Configurazione D .2

Configurazione E .1

Configurazione E .2

Configurazione F. 1

Configurazione F .2

3.2. PROGETTO

Requisiti di concept

Funzionamento

Requisiti di progetto

Elementi della parete

Componenti

Lato esterno - smaltimento

Nucleo centrale - generazione

Lato interno - trasporto

Schemi di funzionamento

4. FASE SPERIMETALE - SPERIMENTAZIONI TESTATE

TEST

Campagna sperimentale

Strumentazione

Caratterizzazione Peltier

Peltier e PCM

Esperimento

Materiali utilizzati

Prova

Conclusioni

CONCLUSIONI

BIBLIOGRAFIA

Bibliografia:

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