Modellazione di un algoritmo a supporto dell'analisi termica per facciate continue

This thesis is the result of an internship at the design studio Faces Engineering S.r.l, based in Milan, whose main activity is the design of curtain walls. The main activity is the design of curtain walls. During the collaboration we focused on the process of optimising the preliminary design. In the preliminary phase of a building project, the qualitative and functional characteristics of the works to be carried out are identified and a picture is drawn of both the requirements to be met and the specific services to be provided. It also assesses the various possible solutions in terms of size and volume, typology, functionality, technology and their technical, administrative and economic feasibility. It can be seen that there are many parameters to be assessed. At the same time, the roads envisaged are also subject to sudden changes. Specifically, in the first steps of curtain wall design, static and thermal calculations are required for typological modules. While the former can be carried out using simple spreadsheets, the latter take time to perform as they have to be carried out using finite element software. Whenever the façade module changes characteristics, it is necessary to build the model again from scratch. The following paper presents an experimental model with which it is possible to configure one or more façade modules which, in the preliminary phase, can help designers to quickly find an accurate estimate of the thermal characteristics of the module without resorting to the use of finite element programs. To build the model, reference was made to six case studies from which both the typological technological nodes and the commonly used sections were identified. Then an abacus was composed in which the parameters were processed in order to obtain average transmittance values. These, together with the known properties of the opaque or glazed panels, were processed using Grasshopper to obtain the thermal transmittance value of the façade module.

Il presente lavoro di tesi nasce dal tirocinio svolto presso lo studio di progettazione Faces Engineering S.r.l, società con sede a Milano che si occupa principalmente di progettazione di facciate continue, nel corso del quale è emersa la necessità di ottimizzare il complesso processo di progettazione in fase preliminare. Nella fase preliminare di un progetto edile si individuano le caratteristiche qualitative e funzionali delle opere da eseguire e si delinea il quadro sia delle esigenze da soddisfare che delle specifiche prestazioni da fornire. Si valutano, inoltre, le diverse soluzioni possibili in termini dimensionali e volumetrici, tipologici, funzionali, tecnologici e la loro fattibilità tecnica, amministrativa ed economica. Si evince che i parametri da valutare sono molteplici. Allo stesso tempo anche le strade ipotizzate sono soggette a cambiamenti repentini. Nello specifico, nei primi passi della progettazione delle facciate continue si richiedono calcoli statici e termici per i soli moduli tipologici. Se i primi possono essere effettuati tramite l’utilizzo di semplici fogli di calcolo, i secondi richiedono tempo per essere effettuati in quanto devono essere svolti tramite l’utilizzo di software ad elementi finiti. Ogni qualvolta il modulo di facciata cambia caratteristiche è necessario costruire nuovamente il modello da zero. Il seguente elaborato presenta un modello sperimentale con il quale è possibile configurare uno o più moduli tipologici di facciata che, nella fase preliminare, possa affiancare i progettisti per individuare in modo veloce una stima accurata delle caratteristiche termiche del modulo senza ricorrere all’utilizzo di programmi ad elementi finiti. Per costruire il modello si fa riferimento a sei casi studio dai quali sono stati individuati sia i nodi tecnologici tipologici sia le sezioni comunemente utilizzate. Successivamente è stato composto un abaco nel quale sono stati elaborati i parametri al fine di ottenere valori medi di trasmittanza. Questi, uniti alle proprietà note dei pannelli opachi o vetrati, sono stati elaborati tramite l’utilizzo di Grasshopper per ottenere il valore di trasmittanza termica del modulo di facciata.