Sviluppo di un nuovo sistema sperimentale per l’analisi termica di componenti avanzati per coperture. = Development of a new testing system for the thermal assessment of advanced roof systems.

Il seguente lavoro di tesi pone l’obiettivo di monitorare diversi componenti di involucro da applicare in copertura, sia su edifici di nuova costruzione che su edifici oggetti di riqualificazione. A tale scopo sono state costruite tre celle (stanza A, B, C), denominate Tris, allocate nel sottotetto di un’abitazione sita nel comune di San Francesco al Campo, provincia di Torino. Le Tris sono identiche nella geometria e nella stratigrafia delle partizioni verticali e orizzontali, mentre in esse può variare la stratigrafia relativa alla copertura. Tale difformità costituisce oggetto di studio. Prima di effettuare gli esperimenti, le celle sono state collaudate tramite due prove non distruttive, al fine di individuare e quantificare le dispersioni termiche e accertare così la comparabilità delle Tris. Al fine di iniziare l’attività di sperimentazione dei componenti si è proceduto con la realizzazione del set up sperimentale. Esso prevede l’installazione e l’utilizzo di alcuni strumenti (termoflussimetri, termocoppie, solarimetri) per la misurazione di grandezze termofisiche. I sensori vengono collegati ad un Datataker, il quale, tramite le letture dei voltaggi misurati, restituisce i valori delle grandezze ricercate (flussi termici, temperature, irradianza solare). In particolare, il seguente lavoro si concentra sulle analisi termiche riferite a due tipologie di componenti avanzati, i materiali a cambiamento di fase (PCM_Phase Change Material) e i pannelli isolanti sottovuoto (VIP_Vacuum Insulation Panel). La prima configurazione è riferita allo studio dei materiali a cambiamento di fase, confrontando, rispetto alla cella di riferimento A, i risultati ottenuti dall’installazione del PCM Infinite-R 23°C nella cella B e del PCM Infinite-R 21°C nella stanza C. La prima analisi termica è stata effettuata inizialmente in modalità free-running, simulando le condizioni ambientali estive, svolgendo un’analisi comparativa a scala del componente e ricavando le proprietà dinamiche equivalenti, quali trasmittanza termica periodica, sfasamento temporale e attenuazione. La seconda analisi si è concentrata esclusivamente sulle prestazioni termiche invernali del PCM-Infinite R-21°C, effettuando un’analisi comparativa e monitorando il consumo energetico necessario a mantenere le stanze ad una temperatura predefinita durante l’arco della prova. Dall’analisi condotta si è ricavato il parametro della trasmittanza termica secondo la normativa UNI ISO 9869 ed esso è stato confrontato con il valore calcolato a partire dalle proprietà dei materiali, secondo la normativa ISO 6946. Nella seconda configurazione il monitoraggio si è concentrato sul comportamento dei VIP. Sono stati installati tre VIP_ASAHI nella cella B e si è implementato il set up finora utilizzato, inserendo dei sensori sull’interfaccia superiore e inferiore di ciascun pannello. In tal modo si è reso possibile monitorare le prestazioni termoigrometriche dei VIP, ovverosia la temperatura, l’umidità relativa e la pressione di vapore, in riferimento ad ogni singolo pannello. Sono state inoltre monitorate le prestazioni termiche, vale a dire le misure della trasmittanza termica dell’intero pacchetto e la misura della resistenza termica di ogni singolo pannello (confrontata con i dati ottenuti in laboratorio). Infine, è stato condotto un monitoraggio energetico tale da comparare il consumo della cella di riferimento A con quello relativo alla cella B in cui sono stati installati i VIP.