Vacuum Insulation Panel con materiali di recupero: una soluzione sostenibile per l'isolamento termico degli edifici

The aim of this thesis is the study and realization of a prototype of thermal insulation panel to be applied to a retrofit system to make existing buildings more efficient. Currently, traditional insulating materials are used, such as mineral wool and plastic products with a significant environmental impact. We wanted to develop an innovative system that allows the use of waste materials without the need for special chemical treatments, to make them suitable for reuse and ensuring good thermal performance. The most suitable system considered for this purpose and, consequently, analyzed and developed, is vacuum insulation, also known as Vacuum Insulation Panel (VIP). The path followed to complete the work is divided into two phases. The first phase is focused on the analysis of current Italian and European legislation and its historical evolution, then a review of the state of the art of existing prefabricated retrofit systems and the materials typically used for the realization of VIPs. The second phase concerns the experimentation carried out, which starts from the choice and evaluation of the possible materials to be used and continues with the production of specimens in the laboratory through the using of vacuum pumps to obtain a panel with a level of internal depression sufficient to show improvements in thermal resistance. Finally, a measurement method is validated to evaluate the on-site properties of the samples, proceeding with the measurement of their thermal conductivity.

Lo scopo di questa tesi è lo studio e la realizzazione di un prototipo di pannello di isolamento termico da applicare ad un sistema di retrofit energetico per efficientare gli edifici esistenti. Attualmente, vengono utilizzati materiali isolanti tradizionali, quali lane minerali e prodotti di matrice plastica con un impatto ambientale rilevante. Si è voluto, perciò, sviluppare un sistema innovativo che consenta di utilizzare materiali di scarto senza la necessità di particolari trattamenti chimici, per renderli idonei al riutilizzo e garantendo delle buone prestazioni termiche. Il sistema ritenuto più adatto per questo scopo e, di conseguenza, analizzato e sviluppato, è l’isolamento sottovuoto, noto anche come Vacuum Insulation Panel (VIP). Il percorso seguito per portare a compimento il lavoro si divide in due fasi: la prima è focalizzata sull’analisi della normativa vigente regionale, nazionale ed europea e sulla sua evoluzione storica, passando poi in rassegna lo stato dell’arte dei sistemi di retrofit prefabbricati esistenti e i materiali tipicamente utilizzati per la realizzazione dei VIP; la seconda riguarda la sperimentazione effettuata, che parte dalla scelta e dalla valutazione dei possibili materiali da utilizzare e prosegue con la produzione dei provini in laboratorio tramite l’utilizzo di pompe sottovuoto per ottenere un pannello con un livello di depressione interna sufficiente da mostrare dei miglioramenti di resistenza termica. Infine, viene validato un metodo di misurazione per valutare le proprietà in opera dei campioni, procedendo con la misurazione della loro conducibilità termica.