Il settore commerciale, che comprende al suo interno istituzioni o organizzazioni fornitrici di servizi, ha mostrato fino a questo momento una crescita del 1,6% annuo e sempre secondo le previsioni dell’IEO arriverà nel 2040 a rappresentare circa l’8% del consumo totale di energia. Nell’area OCSE per esempio, complice la lenta risalita del PIL e della popolazione, si osserva come i tassi di crescita, che si attestano al 1,1%, siano molto frenati. Così come per il settore residenziale, anche in quello commerciale si osserva come l’area al di fuori dal trattato di cooperazioni cresca ad un ritmo praticamente insostenibile del 2,4% annuo. Da questi dati appena descritti è facile comprendere la pericolosità della situazione futura, proprio per questo motivo lo sviluppo del mercato edilizio dei prossimi anni dovrà essere duale: da una parte continuando a garantire le condizioni di comfort ai soggetti, dall’altra operando una svolta “green”, conseguenza dell’impiego di fonti energetiche rinnovabili, in grado di garantire una sostanziale riduzione delle emissioni di gas in atmosfera oltre che un importo riduzione nei consumi.

L’attenzione contemporanea nei confronti di questi problemi ha dunque portato alla nascita di nuove discipline, alla discussione di nuovi fenomeni e soprattutto sta facendo breccia nell’immaginario collettivo, l’unico vero e proprio motore del cambiamento.

Se nelle nuove costruzioni le normative nazionali e regionali stanno indirizzando verso una politica di sostenibilità energetica ed economica, il problema rimane essere quello del patrimonio edilizio esistente.

Come appena descritto il problema maggiore nella penisola italiana è rappresentato dalla grossa presenza di edifici datati, massimi responsabili degli sprechi in ambito energetico. Secondo uno studio dell’ENEA, esistono infatti circa 2.000.000 di abitazioni che dovrebbero essere soggette ad interventi di riqualificazione energetica, garantendo in tal modo una notevole diminuzione di consumi di energia proveniente da fonti non rinnovabili e un cospicuo risparmio anche in termini economici. Oltre che in riferimento al consumo energetico, questi vecchi edifici presentano problemi correlati che non possono essere sottovalutati. La mancanza di isolamento nei componenti orizzontali e verticali così come la facilità con cui questi elementi tendono a surriscaldarsi durante il periodo estivo giocano un ruolo determinante nel bilancio termico dell’edificio. Al tempo stesso i problemi appena evidenziati influenzano notevolmente anche le sensazioni psico-fisiche dell’occupante interno che nella gran parte dei casi si trova in condizione di discomfort. Tali condizioni sono differenti e variano da zona a zona 0 da soggetto a soggetto in funzione anche della loro condizione psicologica; in molte situazioni per esempio le condizioni di discomfort possono essere anche localizzate, ovvero dipendono da condizioni specifiche di un elemento senza interessare l’interno ambiente, risultando così più semplici da gestire.

In riferimento a tutte queste problematiche emerse, è naturale porsi delle domande su ciò che avverrà in futuro, in particolare: quali dovranno essere le linee programmatiche di sviluppo? Quali potranno essere le soluzioni applicabili al patrimonio edilizio esistente per migliorare la salute dell’edificio e le condizioni degli occupanti?

Gli aspetti su cui porre attenzione sono diversi: il surriscaldamento, le prestazioni energetiche ma anche e soprattutto le condizioni di comfort dell’occupante. Per quanto concerne l’involucro opaco questo è interessato soprattutto dai primi due aspetti ma è in molti casi fortemente responsabile in riferimento al terzo.

Il surriscaldamento porta infatti alla nascita dell’Urban Heat Island, fenomeno che determina la formazione di un microclima più caldo all’interno delle aree urbane con conseguente incremento del fabbisogno energetico per il raffrescamento. Esso si origina data la grande presenza di superfici asfaltate a terra e di materiali scarsamente riflettenti sulla pelle degli edifici; la gravità del fenomeno è dipendente sia dalle caratteristiche tecniche del materiale utilizzato come rivestimento sia dai colori delle facciate, quelli scuri presentano infatti una scarsissima riflettanza alle lunghezze d’onda tipiche della radiazione solare tendendo ad assorbire gran parte dell’energia per poi riemetterla in ambiente.

L’efficientamento della finitura del componente opaco assume grande importanza non solo per il lato esterno ma anche per quello interno. Recentemente sono sempre più diffusi nella sperimentazione scientifica materiali per componenti opachi dotati di un valore di emissività molto bassa. La scelta di questi prodotti deriva fondamentalmente dal fatto che le superfici tradizionali come quelle presenti nella quasi totalità delle abitazioni, presentano valori molto alti di emissività tendendo ad assorbire gran parte della radiazione termica incidente su di esse. I prodotti innovativi invece sono in grado di assorbire una minore quantità di energia contribuendo sia al miglioramento delle prestazioni degli impianti ma anche e soprattutto attraverso la garanzia di condizioni di comfort per gli occupanti.

Dunque, scelte mirate, consce dell’importanza dell’edificio in sé ma anche dell’ambiente esterno e delle relazioni che questo ha con il manufatto dovranno essere la base da cui partire per assicurare risposta alle sopra citate domande e per avviare un’importante politica di rinnovamento con conseguente miglioramento delle condizioni del parco edilizio esistente.

Diventa semplice ed intuitivo cogliere le potenzialità di prodotti, da rivestimento interno ed esterno, in grado di mitigare le radiazioni incidenti su di essi.

L’obiettivo di questa tesi sarà quello di indagare una possibile soluzione per gli interni, in grado di migliorare le condizioni di comfort, valutando in maniera oggettiva i possibili benefici e i possibili problemi derivanti dall’applicazione di un prodotto basso-emissivo. In tal modo sarà possibile ottenere un quadro generale di questi nuovi prodotti in grado di fare chiarezza, permettendo a chiunque ma soprattutto agli addetti ai lavori di operare scelte consapevoli.

La presente ricerca, articolata su diversi livelli, partirà dalla definizione di sviluppo sostenibile, della domanda e dei consumi a livello mondiale europeo ed italiano.

Si affronterà il tema della legislazione nazionale e dei meccanismi di incentivazione che hanno permesso una rapida diffusione dei prodotti ad elevata efficienza energetica. Nella seconda parte si procederà invece con l’analisi del fenomeno dello scambio termico, soffermandosi sui meccanismi attraverso cui avviene, dedicando attenzione particolare al fenomeno della trasmissione per irraggiamento. Nella terza parte si analizzeranno attraverso la letteratura scientifica dei coating innovativi impiegati come rivestimento, si introdurranno i cool materials, concentrandosi però su quelli che sono i rivestimenti basso emissivi per ambienti interni. Nel quarto capitolo verranno introdotti i concetti della disciplina che studia il comfort termico all’interno degli ambienti confinati. In particolare si tratterà dell’equazione del bilancio termico del corpo umano valutando successivamente la possibilità di prevedere una sensazione termica attraverso l’impiego degli indici PMV e PPD elaborati da Povl Ole Fanger. Nell’ultimo capitolo si procederà invece alla descrizione della prova sperimentale svolta. Innanzitutto prima attraverso la spiegazione del metodo impiegato per la valutazione dell’emissività della vernice e successivamente attraverso le campagne di misure del comfort svolte all’interno della Bet-Cell del DENERG.

1.2 II contesto Europeo

1.2.1 I consumi energetici

1.2.2 II settore residenziale

1.2.3 I Piani di sviluppo

1.3 11 contesto Italiano

1.3.1 La domanda e il consumo di energia

1.3.2 II contesto normativo

1.3.3 H patrimonio edilizio esistente

2 Lo scambio termico

2.1 Cenni di termodinamica

2.2 I meccanismi di scambio termico

2.2.1 La conduzione termica

2.2.2 La convezione termica

2.2.3 L’irraggiamento termico

3 Cool e Low-emissivity materials

3.1 Cool materials

3.1.1 Stato dell’arte

3.2 Low-e materials

3.2.1 Stato dell’arte

4 II comfort termoigrometrico negli ambienti confinati

4.1 L’evoluzione degli studi sul comfort termoigrometrico negli

ambienti confinati

4.2 La condizione di benessere termico del corpo umano

4.3 II benessere negli ambienti confinati

4.3.1 II discomfort localizzato

5 Analisi sperimentale di un coating basso emissivo per

componenti opachi

5-1 Valutazione dell’emissività del coating

5.1.1 Scelta del prodotto

5.1.2 Metodologia

5.1.3 Prove sperimentali e risultati

5.2 Valutazione del miglioramento delle prestazioni di comfort

all’interno dell’ambiente confinato

5.2.1 Descrizione dell’apparato impiegato per l’esperimento

5.2.2 Metodologia

5.2.3 Prove sperimentali

6 Conclusioni

7 Appendice

7.1 Prove per la valutazione dell’emissività

7.2 Valutazione della sensazione di comfort termico

8. Bibliografia

• L. E. Doman, «World energy demand and economic outlook,» International Energy Outlook, pp. 7-17, 2016.

• IEA, «World Energy Outlook 2016,» IEA Publications, Parigi, 2016.

• C. Da Rold, «Scienza in rete,» 25 Giugno 2014. [Online]. Available: https://www.scienzainrete.it/contenuto/articolo/cristina-da-rold/2035-verso-quale- energia-meno-petrolio-piu-rinnovabili/giugno-20. [Consultato nel 2017].

• R. Bressa, «Lifegate,» 30 Maggio 2017. [Online]. Available: https://www.lifegate.it/persone/stile-di-vita/cina-grande-impianto-solare-galleggiante. [Consultato nel 2017].

• B. Hojjati e D. Peterson , «International Energy Outlook,» EIA, Washington, 2016.

• The economist, «The largest migration in history,» Free exchange blog, 24 Febbraio

• https://www.economist.com/blogs/freeexchange/2012/02/china. [Consultato nel 2017].

• S. Yu, M. Evans e Q. Shi, «Analysis of the Chinese Market for Building Energy Efficiency,» Richland, 2014.

• Eurostat, «Energy productions and import,» Eurostat, 2017.

• Eurostat, «Energy saving statistics,» Eurostat, 2017.

• P. Bertoldi, J. L. Llorente e N. Labanca, «Energy Consumption and Energy Efficiency Trends in residential sector,» in Energy Consumption and Energy Efficiency Trends in the

• EU-28 in 2000-2014, Joint Research Centre, 2016, pp. 43-70.

• U. Europea, «Unione Europea,» 2012. [Online]. Available: https://europa.eu/european- union/topics/energy_it. [Consultato nel 2017].

• U. Europea, «Direttiva 27,» Unione Europea, [Online]. Available: http://www.direttiva27.it/. [Consultato nel 2017].

• Eurostat, «Energy from enewable source,» Eurostat, 2015.

• Eurostat, «Greenhouse gas statistics,» Eurostat, 2015.

• C. Europea, «Azione per il clima,» Unione Europea, 2014. [Online]. Available: https://ec.eur0pa.eu/clima/p0licies/strategies/2030_it. [Consultato nel 2017].

• C. Europea, «Tabella di marcia per l'energia 2050,» Unione Europea, Bruxelles, 2011.

• R. Saporiti, «II Sole 24 ore,» 4 Giugno 2017. [Online]. Available: http://www.infodata.ilsole240re.com/2017/06/04/gli-sforzi-delleuropa-ridurre-la-co2- italia-terza-emissioni/?refresh_ce=i. [Consultato nel 2017].

• G. lorio, «Domanda e impieghi finali di energia e intensità dell'energia,» in Raee 2017, Roma, Enea, 2017, pp. 37-55.

• Istat e Enea, «I consumi energetici delle famiglie,» Istat, 2014.

• I. Faiella e L. Lavecchia, «Eurosistema: la povertà energetica in Italia,» in Raee 2016, Enea, 2016, pp. 51-54.

• L. Manduzio, «Il contesto normativo,» in Raee 2017, Roma, Enea, 2017, pp. 1-30.

• A. Casalena Ursini, «MyGreenBuildings.org,» 2013. [Online]. Available: http://www.mygreenbuildings.org/2011/05/05/efficienza-energetica-edifici-nuova- direttiva-europea-2010-31-ce-epbd.html. [Consultato nel 2017].

• U. S. Enea, «Approvato il Decreto di recepimento della Direttiva 2012/27/UE sull’efficienza energeticaApprovato il Decreto di recepimento della Direttiva 2012/27/UE sull’efficienza energetica,» 3 Luglio 2014. [Online]. Available: http://www.enea.it/it/seguici/news/approvato-il-decreto-di-recepimento-della-direttiva- 2012-27-ue-efficienza-energetica. [Consultato nel 2017].

• I. Bertini e A. Federici, «Il Piano d'Azione per l'Efficienza Energetica,» in Raee 2015, Roma, Enea, 2015, pp. 23-27.

• L. Manduzio, L. Terrinoni e P. Signoretti, «Decreto Interministeriale 26 giugno 2015,» in

Raee 2016, Roma, Enea, 2016, pp. 20-21.

• F. Stabile, P. Buoni, C. Fiorenza e F. Zizzini, «Meccanismo dei Titoli di Efficienza Energetica,» in Raee20iy, Roma, Enea, 2017, pp. 57-60.

• A. Federici e M. Scoccianti, «Detrazioni fiscali per la riqualificazione energetica ed il recupero del patrimonio edilizio,» in Raee 2017, Roma, Enea, 2017, pp. 60-63.

• M. Maliardo, «Conto Termico,» in Raee 2017, Roma, Enea, 2017, pp. 63-65.

• Istat, «150 Censimento generale della popolazione e delle abitazioni,» Istat, 2011.

• L. Terrinoni, «Le strategie per l'efficienza energetica nel settore edilizio,» in Raee 2016, Roma, Enea, 2016, pp. 107-113.

• P. Signoretti, «Piano di riqualificazione energetica della Pubblica Amministrazione Centrale,» in Raee 2017, Roma, Enea, 2017, pp. 93-94.

• Y. A. (^engel, «La conduzione termica in regime stazionario,» in Termodinamica e trasmissione del calore, Milano, Mcgraw-Hill, 1998, pp. 314-315.

• A. Carbonari, «IUAV,» [Online]. Available: http://www.iuav.it/Ateneo1/docenti/architettu/docenti-st/Carbonari-/materiali-1/cla-03- 04-/n_CAPi.pdf. [Consultato nel 2017].

• engel, «La trasmissione di calore per irraggiamento,» in Termodinamica e trasmissione del calore, Milano, Mcgraw-Hill, 1998, pp. 473-474.

• Y. A. (¿engel, «La trasmissione di calore per irraggiamento,» in Termodinamica e trasmissione del calore, Milano, Mcgraw-Hill, 1998, pp. 590-591.

• M. Zinzi, G. Fasano e C. Girardello, «Applicazioni di cool materials per le chiusure verticali dell'involucro edilizio,» Enea, Roma, 2014.

• A. Muscio, C. Siligardi, A. Libbra e P. Tartarini, «Sviluppo di materiali ad elevata riflessione solare per l’ottimizzazione delle prestazioni energetiche degli edifici durante la stagione estiva,» Enea, Roma, 2011.

• A. Synnefa, M. Santamouris e H. Akbari, «Estimating the effect of using cool coatings on energy loads and thermal comfort in residential buildings in various climatic conditions,» Energy and Buildings, n. 39, pp. 1167-1174, 2006.

• A. Joudi, H. Svedung, C. Bales e M. Ronnelid, «Highly reflective coatings for interior and exterior steel cladding and the energy efficiency of buildings,» Applied Energy, n. 88, pp. 4655-4666, 2011.

• A- Joudi, H. Svedung, M. Cehlin e M. Ronnelid, «Reflective coatings for interior and exterior of buildings and improving,» Applied Energy, n. 103, pp. 562-570, 2012 .

• E. Mastrapostoli, T. Karlessi, A. Pantazaras, D. Kolokotsa, K. Cobakis e M. Santamouris, «On the cooling potential of cool roofs in cold climates: Use of cool fluorocarbon coatings to enhance the optical properties and the energy performance of industrial buildings,» Energy and Buildings, n. 69, pp. 417-425, 2013.

• H. Conome, M. Baneshi, J. Okajima, A. Komiya e S. Maruyama, «Controlling the radiative properties of cool black color coatings pigmented with CuO submicron particles,» Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, n. 132, pp. 90-98, 2013.

• J. Qin, J. Song, J. Qu, X. Xue, W. Zhang, Z. Song, Y. Shi, L. Jiang, J. Li e T. Zhang, «The methods for creating building energy efficient cool black coatings,» Energy and Buildings, n. 84, pp. 308-315, 2014.

• L. Liu, A. Han, M. Ye e W. Feng, «The evaluation of thermal performance of cool coatings colored with high near-infrared reflective nano-brown inorganic pigments: Magnesium doped ZnFe204 compounds,» Solar Energy, n. 113, pp. 48-56, 2015.

• M. Jovanl, A. Sanz, H. Beltran-Mir e E. Cordoncillo, «New red-shade environmental- friendly multifunctional pigment based on Tb and Fe doped Y2Zr207 for ceramic applications and cool oof coatings,» Dyes and Pigments, n. 133, pp. 33-40, 2016.

• A. K. Raj, P. Rao, S. Divya e T. R. Ajuthara, «erbium doped SQMO4 [M = Sn and Zr] yellow pigments with high infrared reflectance for energy saving applications,» Powder Technology, n. 311, pp. 52-58, 2017.

• C. Marino, F. Minichiello e W. Bahnfleth, «The influence of surface finishes on the energy demand of HVAC system for existing buildings,» Energy and Buildings, n. 95, pp.

• 70-79, 2015.

• A. Sha, Z. Liu, K. Tang e P. Li, «Solar heating reflective coating layer (SHRCL) to cool the asphalt pavement surface,» Construction and Building materials, n. 139, pp. 355-364, 2017.

• B. P. Jelle, S. E. Kalnaes e T. Gao, «Low-emissivity materials for building applications: A state-of-the-art review and future research perspectives,» Energy and Buildings, n. 96, pp. 329-356, 2015.

• W. Zhang, G. Xu, R. Ding, K. Duan e J. Qiao, «Nacre biomimetic design—A possible approach to prepare low infrared emissivity composite coatings,» Science and Materials C, n. 33, pp. 99-102, 2012.

• Y. Wang, Y. Zhou, T. Zhang, M. He e X. Bu, «Fabrication of core-shell structural Si02@DNA-LDH nanocomposite with low infrared emissivity,» Chemical and Engineering, n. 266, pp. 199-202, 2015.

• S. Chen, L. Yuan, X. Weng e L. Deng, «Modeling emissivity of low-emissivity coating containing horizontally oriented metallic flake particles,» Infrared Physics & Technology, n. 67, pp. 377-381, 2014.

• J. Huang, C. Xiang, S. Li, X. Zhao e G. He, «Preparation, characterization and performance of Til-xAlxN/Ag/Th-xAIxN low-emissivity films,» Applied Surface Science, n.293, pp. 259-264, 2014.

• J- Frolec, T. Kralik e A. Srnka, «Low temperature thermal radiative properties of gold coated metals,» Science Direct, n. 82, pp. 51-55, 2017.

• A. Tundo, «La termografia nella valutazione del comfort termico in ambienti scolastici con la partecipazione degli studenti,» in Affidabilità e Tecnologie X Edizione, Torino, 2016.

• C. Loka, K. Ryeol Park e K. S. Lee, «Multi-functional Ti02/Si/Ag(Cr)/TiNx coatings for low-emissivity and hydrophilic applications,» Applied Surface Science, n. 363, pp. 439- 444,2016.

• D. Alonso-Alvarenz, L. Ferre Llin, A. Mellor, J. P. Douglas e N. J. Ekins-Daukes, «ITO and AZO films for low emissivity coatings in hybrid photovoltaic-thermal applications,»

• Solar Energy, n. 155, pp. 82-92, 2017.

• D. M. Kerlslake, The stress of hot environment, Cambridge: Cambridge University Press, 1972.

• N. Rossi, Il manuale del termotecnico, Milano: Hoepli, 2003.

• K. Fabbri, «A brief history of thermal comfort: from effective temperature to adaptive thermal comfort,» in Indoor Thermal Comfort Perception, Springer, 2015, pp. 7-23.

• F. Sciurpi, «UniFi,» [Online]. Available: http://web.taed.unifi.it/fisica_tecnica/Sciurpi/3- comfortTl.pdf. [Consultato nel 2017].

• «Biologia wiki,» [Online]. Available: https://biologiawiki.it/wiki/termorecettori/. [Consultato nel 2017].

• S. Bartocci, «UniRoma,» [Online]. Available: http://didattica.unir0ma2.it/files/scarica/insegnament0/160828-Pr0gettazi0ne- lmpiantistica-Per-Larchitettura/35o8i-Benessere-Termoigrometrico. [Consultato nel 2017].

• G. Dall'O', E. Bruni, A. Galante e A. Panza, «Comfort ambientale. I parametri fisici del comfort ambientale e gli indicatori».

• S. Montelpare, «Uni vpm,» 2013. [Online]. Available: http://www.termofluido.univpm.it/materiaIedidattico/Fisica_Tecnica_l/FT1_AA13- 14_Sezi0ne_03e.pdf. [Consultato nel 2017].

• A. Ursini Casalena, «My green buildings,» [Online]. Available: http://www.mygreenbuildings.org/2009/12/29/indici-di-comfort-termico-fanger-pmv- modello-adattivo-e-diagramma-bioclimatico-di-givoni.html. [Consultato nel 2017].

• C. Isetti, «UniGe,» 2011. [Online]. Available: https://architettura.unige.it/per/doc/isettic/matdid11_12/pdf/parte2/cap2_2.pdf. [Consultato nel 2017].

• B. W. Olesen, «Discomfort caused by vertical air temperature differences,» 1979.

• Caparreghini, «Caparreghini,» [Online]. Available: https://www.caparreghini.it/prodotti/sintech/. [Consultato nel 2017].

• Meteo riviera picena, «Meteo riviera picena,» 2017. [Online]. Available: http://www.meteorivierapicena.net/resistenza_termica_vestiario.htm. [Consultato nel 2017].

• A. Tundo, «La termografia nella valutazione del comfort termico in ambienti scolastici con la partecipazione degli studenti,» in Affidabilità e Tecnologie X Edizione, Torino, 2016.