Building Envelope Performance Hub
Il Building Envelope Performance Hub è un sistema integrato di diverse strutture sperimentali, dedicate alla caratterizzazione delle prestazioni dell’involucro edilizio a varie scale dimensionali e per diversi TLR (Technology Readiness Level). Il centro, sotto la guida dei professori Marco Perino e Valentina Serra, è costituito da:
- BET Cell
- TWINS
- Laboratorio per la caratterizzazione termica di materiali isolanti ed edilizi.
Laboratorio BET-Cell (Building Envelope Test Cell)
Il laboratorio è costituito da una camera climatica di dimensioni totali 468x264 cm dotata di una struttura di separazione regolabile in grado di alloggiare componenti di parete/facciata di diverse tipologie e dimensioni (larghezza compresa tra 80 e 200 cm, altezza e spessore massimi rispettivamente pari a 235 cm e 50 cm).
La struttura di separazione divide la cella in due ambienti dotati di sistemi indipendenti per la climatizzazione in grado di generare una differenza di temperatura fino a 40°C e ricreare diverse condizioni al contorno sulle due facce della parete oggetto di analisi. Uno dei due ambienti è dotato di un sistema di controllo in grado di generare condizioni termiche sinusoidali dinamiche stabilizzate con semi-ampiezza massima di ±5°C. In questo ambiente si possono mantenere controllati sia la temperatura dell’aria che l’umidità relativa. Nel secondo ambiente è possibile controllare (a set point fisso) la sola temperatura dell’aria.
Il sistema è equipaggiato con termocoppie tipo T e piastre termoflussimetriche collegate a un sistema di acquisizione “datataker DT85”. Tale sistema consente di effettuare misure di resistenza e trasmittanza termica in accordo con la ISO 9869-1:2015 oltre che la misura dei parametri termici dinamici di componenti edilizi (attenuazione, sfasamento e trasmittanza termica periodica), definiti dalla EN ISO 13786:2007. L’apparato permette inoltre la misura qualitativa e quantitativa dei ponti termici in elementi edilizi e il suo utilizzo trova largo impiego nella validazione di modelli di simulazione dello scambio termico in regime stazionario e dinamico.
Questo laboratorio è votato alla certificazione delle prestazioni di componenti edilizi esistenti ed all’ideazione, sviluppo ed ottimizzazione di componenti di involucro innovativi.
TWINS
TWINS (Testing Window Innovative Systems) è nata con lo scopo di caratterizzare la performance di sistemi di facciata attivi avanzati (trasparenti ed opachi) in condizioni climatiche reali, in modo comparativo e/o assoluto. Lo scopo di TWINS è di monitorare e caratterizzare la prestazione termica ed energetica delle facciate istallate, nonchè la prestazione luminosa, acustica e l’effetto sul comfort termico e visivo all’interno dell’edificio. Per questo motivo TWINS è costituita da due celle climatiche identiche, collocate in ambiente esterno (generalmente una è utilizzata come riferimento), di dimensioni 1.6 m (lunghezza) x 3.5 m (altezza) x 3.6 (profondità), in accordo con il Task 27 IEA-SHC che definisce le tipiche dimensioni di moduli di facciata per uffici. Possono essere testati elementi di facciata aventi dimensioni massime di 1.5 m x 3.5 m. L’ambiente interno delle celle è controllato con un sistema a tutta aria, in grado di mantenere la temperatura costante con una tolleranza di ± 0.5 °C, utilizzando diversi set-poit a seconda della stagione (tipicamente: 20 °C in inverno, 23 °C nella mezza stagione e 26 °C in estate). Il sistema di ventilazione è completamente indipendente dal sistema di riscaldamento / raffrescamento, ed è possibile operare con ricambi d’aria orari varaibili. L’apparato di misura consiste in diversi sensori di temperatura (accuratezza 0.3 °C) e umidità relativa (accuratezza 2%), velocità dell’aria, flusso termico (accuratezza 5 W/m2), piranometri (accuratezza 3%) e lux-metri per monitorare le facciate istallate, il loro effetto sull’ambiente interno e le condizioni climatiche esterne.
TWINS è stata utilizzata in diversi progetti di ricerca per caratterizzare la performance e per validare modelli numerici di facciate a doppia pelle ventilate trasparenti e opache, smart glazing (vetrate termocromiche, termotropiche, elettrocromiche, con PCM etc...) e coating innovativi.
Questo laboratorio è votato alla certificazione delle prestazioni di componenti edilizi esistenti ed all’ideazione, sviluppo ed ottimizzazione di componenti di involucro innovativi, con particolare riferimento: alle tecnologie per il controllo dei carichi termici di origine solare, i componenti di involucro dinamici ed adattativi e gli elementi trasparenti/traslucidi. Possono essere testate le prestazioni di componenti schermanti.
Laboratorio per la caratterizzazione termica di materiali isolanti ed edilizi
Il laboratorio è dotato di un termoflussimetro a singolo provino (Lasercomp FOX 600). Lo strumento è stato progettato e realizzato sulla base dei requisiti posti dalla norma ASTM C518-91 “Standard Test Method for Steady-State Heat Flux Measurement and Thermal Transmission Properties by Means of the Heat Flux Meter Apparatus”. Lo strumento è stato tarato utilizzando un provino di materiale tipo 1450b NIST SRM ed un provino di EPS (high accuracy expanded polystyrene) testato e certificato dal NIST secondo lo Standard ASTM C1132-89.
L’apparto sperimentale consente di effettuare misure di conduttività e resistenza termica su campioni ad alta e media resistenza termica nel campo compreso tra -10°C e +50°C con un incertezza ≤ 3%, stimata in accordo con la UNI CEI ENV 13005:2000.
La camera compresa tra le due piastre di misura consente di alloggiare campioni di dimensione compresa tra 300x300 mm e 600x600 mm e di spessore massimo pari a 185 mm. Lo strumento è equipaggiato con un sistema ausiliario di 16 termocoppie tipo E per il controllo dell’uniformità del campo termico, la misura della trasmittanza termica lineica di ponti termici e la valutazione dell’andamento delle temperature in elementi multistrato.
L’apparato sperimentale ha inoltre una serie di funzionalità aggiuntive per la misura degli effetti dinamici di sollecitazione/risposta in regime sinusoidale stabilizzato e per la misura della capacità termica in assenza di transizione di fase e dell’entalpia al variare della temperatura in materiali a cambiamento di fase.
Questo laboratorio è votato alla certificazione della conducibilità termica e dei parametri termici dinamici di materiali isolanti (tradizionali ed innovativi, quali i Super Insulation Materials, ovvero a base aerogel e vacuum insulation panels), dei materiali a cambiamento di fase (PCM) e dei materiali edilizi in genere.
