Barbara Borsello
Studio di ambienti modulari passivi a basso costo per i paesi in via di sviluppo : potenzialità di utilizzo di materiali e cambiamento di fase (PCM) per il controllo della qualità microclimatica.
Rel. Stefano Paolo Corgnati, Simonetta Pagliolico. Politecnico di Torino, Corso di laurea specialistica in Architettura (Costruzione), 2010
| Abstract: |
La presente tesi di laurea nasce dalla partecipazione ad una riunione del gruppo Re.Te. presso il Sermig (Arsenale della pace). In questa occasione la Professoressa Pagliolico ha presentato ai partecipanti un argomento di perticolare interesse: i materiali a cambiamento di fase [PCM], suggerendo l'inserimento di tali materiali all'interno di pannelli isolanti per la realizzazione di moduli abitativi a basso costo. La Re.Te. [Restituzione Tecnologica], fondamentale riferimento economico e tecnologico all'interno del Sermig, nasce nel 1981 ed è costituita da persone con talenti diversi, nei settori dell'ingegneria, architettura, economia e medicina. Il ruolo del gruppo è di individuare risposte tecniche concrete alle necessità che emergono nei Paesi in Via di Sviluppo, funzionali quanto semplici e adattabili alle realtà cui sono destinate, caratterizzate da basso costo, semplice manutenzione, eventuale autocostruzione in loco, ecc...]. L'obiettivo di Re.Te. è supplire alla carenza intellettuale, oltre che alla povertà materiale, di alcune realtà di questi Paesi. Si è creata in questi anni una "rete" , non solo tecnologica, ma di persone, gruppi, accomunati da un desiderio di sviluppo autentico, gratuito, umile, che mette al centro l'umanità più povera, malata e abbandonata. Durante questo incontro ho avuto l'opportunità di entrare a far parte del gruppo di progettazione del Sermig (sotto gruppo di lavoro V.R.O.], con il compito di ideare abitazioni a basso costo per la riqualificazione della periferia della città di Caracas, i cosidetti Barrios, eletto come caso studio per questo lavoro di ricerca. Altre realtà sono state prese in analisi allo scopo di rendere il più possibile versatili i moduli abitativi; in particolare due località dell'India e l'Italia, in cui si è presa come riferimento L'Aquila, a causa del tragico evento che l'ha colpita nel 2009 e che ha costretto la popolazione a trascorrere molto tempo nelle tendopoli in attesa di un'abitazione. Questo tema ha suscitato in me grande interesse ed entusiasmo, trattandosi di uno studio finalizzato all'incremento del benessere ambientale e socialedi coloro che, ancora oggi, si trovano a vivere in condizioni estreme, senza servizi igienico-sanitari adeguati, senza la connessione alla rete elettrica, idrica e fognaria e, talvolta, senza una casa. Il principale obiettivo di questa ricerca è la valutazione delle prestazioni termiche di unità abitative a basso costo per i Paesi in Via di Sviluppo, realizzate con materiali a cambiamento di fase (PCM) abbinati a pannelli isolanti, allo scopo di ottenere edifici leggeri e dotati di elevata inerzia termica e comfort ambientale. Le prestazioni termiche dei moduli abitativi verranno analizzate con lo scopo di fornire il maggior comfort a basso costo. La progettazione architettonica di base dei moduli abitativi utilizzati per la simulazione del comfort ambientale, sarà ulteriormente implementata nell'ambito Sermig e Politecnico sulla base dei risultati forniti dal presente studio. Le abitazioni saranno studiate in modo tale da essere facilmente montate in opera dagli abitanti, o da manodopera non specializzata, secondo il processo di autocostruzione tipica di alcuni Paesi in Via di Sviluppo o di situazioni di emergenza: leggerezza, maneggevolezza, semplice sistema di montaggio, sono le basi di questo intervento progettuale. |
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| Relatori: | Stefano Paolo Corgnati, Simonetta Pagliolico |
| Tipo di pubblicazione: | A stampa |
| Soggetti: | S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica G Geografia, Antropologia e Luoghi geografici > GD Estero |
| Corso di laurea: | Corso di laurea specialistica in Architettura (Costruzione) |
| Classe di laurea: | NON SPECIFICATO |
| Aziende collaboratrici: | NON SPECIFICATO |
| URI: | http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/1758 |
| Capitoli: | Premessa 1_ Caracas 1.1 La storia della città 1.2 La geografia 1.3 Il clima 1.4 Lo sviluppo urbano 1.5 L'autocostruzione: la formazione dei Barrios 1.6 Problemi interni alle abitazioni dei Barrios 1.6.1 Illuminazione e ventilazione naturale insufficienti 1.6.2 Utilizzo degli spazi aperti 1.6.3 Mal funzionamento dei servizi 1.7 Requisiti e accorgimenti per il controllo microclimatico 2_ Saggio di ricerca a carattere critico disciplinare: II controllo microclimatico con i materiali a cambiamento di fase (Phase Change Material - PCM) 2.1 Premessa: la normativa sul risparmio energetico 2.2 Il concetto di inerzia termica 2.3 Meccanismi termofisici e proprietà dei PCM 2.4 Scansioni al microscopio elettronico [SEM-EDAX] dei PCM 2.4.1 Analisi delle immagini 2.4.2 Analisi chimica elementale 2.5 I criteri di scelta dei PCM 2.6 Classificazione dei PCM 2.6.1 I PCM organici 2.6.2 I PCM inorganici 2.6.3 I composti eutettici 2.7 Prodotti in commercio 2.8 Applicazioni in edilizia 2.8.1 Incorporazione dei PCM nell'involucro edilizio 2.8.2 Sistemi di accumulo passivo 2.8.3 Sistemi di accumulo attivo 2.9 Esempi di realizzazioni 2.10 Il Caso studio Living Box 2.11 Macro valutazione con PCM Express 3_ Lo studio dei moduli abitativi 3.1 I dati climatici 3.2 Il metodo Mahoney 3.3 L'ipotesi di progetto 3.3.1 Il fenomeno dell'autocostruzione 3.3.2 Gli elementi costituenti il progetto 3.3.3 I moduli abitativi 4_ Le simulazioni 4.1 Metodo numerico alle differenze finite 4.1.1 Modi della trasmissione del calore 4.1.2 Problemi di conduzine termica in corpi che subiscono cambiamenti di fase 4.2 Analisi del modello alle differenze finite 4.3 Analisi dei flussi di calore 4.4 Algoritmo risolutivo 4.4.1 Calcolo delle resistenze termiche 4.4.2 Calcolo delle potenze specifiche 4.4.3 Determinazione del flusso termico 4.4.4 Determinazione delle temperature dei nodi T. 4.5 Il modello Bibliografia |
| Bibliografia: | - GAVIDIA, J., Enhancing thè Management ofMetropolitan Living Envìronments in Latìn America, United Nations Centre for Regional Development, Nagoya, Japan, 1994 - IMBESI G., VILA E., Caracas memorias para el futuro, Gangemi Editore, Roma, 1995 - RAMON L, llustraciones para La Vivienda, Alemo, 2001 - RANGEL R. L, SEGRE R, Tenden-cias arquitectonicas y caos urbano en America Latina, Ediciones G.Gili, S.A de C.V., 2003 - TREBBI G., Autocostruzione oggi, Ente fiere di Bologna, 1997 - LO ACADEMICO Y LO PROFESIONAL DE ALBERTO MORALES TUCKER, Lo urbano come pro-fesion, editado por las Autoridades Rectorales de la Universidad Simòn Bolìvar, 2004 - LOPY R. L. G,, Mi casa, Merray, 12-10-1991 - AMELIO S., Materiali a cambiamento di fase: sistema di ventilazione per il contenimento dei carichi di raffrescamelo. Rei. M. Filippi, A. Kindinis, Politecnoco di Torino, I Facoltà di Ingegneria, a.a. 2006-2007 - COPPOLA M., L'uso dei materiali a cambiamento di fase per il comfort termico estivo nell'ambiente interno. Rei. V. Corrado e S. Pagliolico, Politecnico di Torino, I Facoltà di Architettura, Corso di Laurea in Architettura (ambiente e paesaggio], 2008 - DIVELLI C, PCMs: Massa "virtuale"per involucri leggeri. Rei. O. De Paoli e E. Montacchini, Politecnico di Torino, II Facoltà di Architettura, Corso di Laurea in Architettura, a.a. 2006-2007 - KHUDHAIR A.M., FARD M.M., A review on energy conservation in building applications with thermal Storage by latent heat using phase change materials, in "Energy Conversion and Management", n. 45, 2004, pp. 263-275 - KHUDHAIR A.M., FARID M.M., RAZACK S., AL-HALLAJ S., A review on phase change energy Storage: materials and applications, in "Energy Conversion and Management", n. 45, 2004, pp.1597-1615 - ZHANG Y.P., LIN K.P., YANG R, DI H.F., JIANG Y., Preparation, thermal performance and application of shape-stabilìzed PCM in energy effìcient buildings, in "Energy and Buildings", n. 38, 2006, p. 1262-1269 - PASUPATHYA A., VELRAJA R, SEENIRAJ R.V., Phase change material-based building archi-tecture far thermal management in residential and commerciai establishments, in "Renewable and Sustainable Energy Revìews", n. 12, 2008, pp. 39-64 - ZHOLJ G., ZHANG Y., WANG X., LIN K., XIAO W., An assessment ofmixed type PCM-gypsum and shape-stabilìzed PCM plates in a building for passive solar heating, in "Solar Energy", n. 81, 2007, pp. 1351-1360 - TYAGI V.V., BUDDHI D., PCM thermal Storage in buildings: A state ofart, in "Renewable and Sustainable Energy Reviews", n. 11, 2007, pp. 1146-1166 - ZHANG Y., ZHOLJ G., LIN K., ZHANG Q., DI H., Application of latent heat thermal energy Storage in buildings: State-of-the-art and outlook, in "Building and Environment", n. 42, 2007, pp. 2197-2209 - KHUNDAIR A.M., FARID M.M., A review on energyconservation building applications with thermal Storage by latent heat using phase change materials, in "Energy Conversion S. Management", n. 45, 2004, pp. 263-275 - DAI X., SHEN X., Research on microcapsules of phase change materiais, in "Rare metals", voi. 25, 2006, pp. 393 - CORGNATI S., BORSELLO B., TEBE group, Phase Change Materials: Salutazione del comportamento dinamico delle pareti con Materiali a Cambiamento di Fase [PCM], in HVAC Surfer, 2009
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