Green facade for pollution and altering gases : monitoring and evaluation of modular living walls

The modern cities are facing challenges of climate change and energy demands. The building sector accounts the 40% of the energy use of the world. This situation is pushing and stimulating designers and policy makers to propose efficient sustainable strategies that improve the quality of the urban environment. These solutions must be oriented to mitigate the heat island effect, the air pollution, and the poor live quality of the city habitants. Vertical gardens are considered a promising solution to improve the efficiency of the building. Urban green infrastructures are considered as a passive living technology designed to improve the human wellbeing, the buildings performance, and the urban environments. They can allow the physical shading and their vegetation promotes the evapotranspiration in summer and increases the insulation in winter. In Mediterranean countries the benefit deriving from the application of these technologies are significant. Dry bulb temperature, humidity levels, external wall surface temperature, particle matter concentrations, volatile organic compounds and noise levels are sufficient parameters to evaluate the effectiveness of the green facades in urban environments. Experimental research was carried out in three different locations, characterized by different climate condition, the Politecnico di Milano campus in Milan, Italy; the headquarters of the manufacturing company Italmesh in Montirone, Italy and the Cyprus Institute in Nicosia, Cyprus. Three double skin living walls façades made by aluminum were fixed to the wall leaving a distance from the existing building. Further, regarding the climate conditions the modules were covered by selected native vegetation and the water was provided by a calibrated irrigation system. Parallelly in each location a couple of sensors were fixed, one in the air cavity of the living wall and other next to vertical garden in order to have comparison of the air quality parameters. Several climatic parameters concerning the living wall and the ambient condition were collected and compared. The experimental data collected was treated, plotted, and analyzed. The positive efficacy of the green infrastructures was assessed in the three case studies, later the microclimate created after the implementation of the vertical garden in urban spaces was identified and the direct relationship between the climatic conditions and the air pollutants was observed. Finally, the limitations and challenges of the experiment executed were exposed and described.

Le città moderne stanno affrontando le sfide del cambiamento climatico e della domanda di energia. Il settore edile rappresenta il 40% del consumo energetico mondiale. Questa situazione sta spingendo e stimolando progettisti e responsabili politici a identificare strategie sostenibili efficienti che migliorino la qualità dell'ambiente urbano. Queste soluzioni devono essere orientate a mitigare l'effetto isola di calore, l'inquinamento atmosferico e la scarsa qualità della vita degli abitanti delle città. I giardini verticali sono considerati una soluzione promettente per rendere gli edifici più efficiente dal punto di vista energetico. Le infrastrutture verdi urbane sono considerate una tecnologia di vita passiva progettata per migliorare il benessere umano, le prestazioni degli edifici e gli ambienti urbani. Possono consentire l'ombreggiamento fisico e la loro vegetazione favorisce l'evapotraspirazione in estate e aumenta l'isolamento in inverno. Nei paesi mediterranei i benefici derivanti dall'applicazione di queste tecnologie sono notevoli. La temperatura a bulbo secco, i livelli di umidità, la temperatura superficiale della parete esterna, le concentrazioni di particelle, i composti organici volatili edi livelli di rumore sono parametri sufficienti per valutare l'efficacia delle facciate verdi negli ambienti urbani. Una campagna sperimentale è stato condotta presso il campus del Politecnico di Milano a Milano, Italia; la sede dell'azienda manifatturiera Italmesh a Montirone, in Italia, e l'Istituto di Cipro a Nicosia, a Cipro. Tre facciate di pareti verdi a doppia pelle realizzate in alluminio sono state fissate alla parete lasciando una distanza dalla facciata dell’edificio esistente. Inoltre, per quanto riguarda le condizioni climatiche, i moduli sono stati ricoperti da una selezionata vegetazione autoctona e l'acqua è stata fornita da un sistema di irrigazione calibrato e computerizzato. Parallelamente in ogni luogo sono stati fissati un paio di sensori, uno nell'intercapedine d'aria del muro vivente e l'altro vicino al giardino vertical per potter effetuare un confront tra I valori dei parametri dalla qualita dell’aria. Sono stati raccolti e confrontati diversi parametri climatici riguardanti la parete verde e la condizioni ambientali. I dati sperimentali raccolti sono stati trattati, graficizzati e analizzati. Nei tre casi studio è stata valutata l'efficacia positiva delle infrastrutture verdi, successivamente è stato individuato il microclima creatosi dopo la realizzazione del giardino verticale negli spazi urbani ed è stato osservato il rapporto diretto tra le condizioni climatiche e gli inquinanti atmosferici. Infine, sono stati esposti e descritti i limiti e le sfide dell'esperimento eseguito.