Investigation of bio-based building materials hygrothermal performance : a case study in the Mediterranean area

The construction sector, which is largely responsible for greenhouse gas emissions, plays an important role in the transition to clean energy. Most of the building materials used come from raw materials that are running out, are non-renewable and whose production cycles cause high greenhouse gas emissions into the environment. For this reason, awareness of bio-based building materials made from plant-based and renewable raw materials has increased in recent years. Hemp is a natural and sustainable material that absorbs a large amount of carbon dioxide during its life cycle and offers the possibility to obtain bio-based composites with a neutral or even negative carbon footprint. This study addresses the impact of the building envelope made of hemp-lime blocks on a residential building built in 2018 in a site with a Mediterranean climate: Serradifalco (Italy). Based on a theoretical and experimental study campaign, the energy performance in terms of comfort was evaluated in comparison with a selection of modern building envelopes. Based on the hygrothermal analysis of the envelope, the energy efficiency was evaluated in relation to the climate of Catania, Bari and Verona, confirming the suitability of the material for hot and Mediterranean climate (Catania, Bari). High performance, indoor comfort and wellbeing are fundamental to the health of people living in buildings. But user behaviour is also crucial. For this reason, experimental monitoring campaigns were carried out inside the residential building with the aim of "behavioural change" through understanding the relationship between indoor environments and the outdoor environment. The final product of this work submitted as a questionnaire to the people aims to get the consciousness of the indoor comfort.

Il settore delle costruzioni, in gran parte responsabile delle emissioni di gas serra, gioca un ruolo rilevante nella transizione verso l’energia pulita. La maggior parte dei materiali da costruzione utilizzati provengono da materie prime in esaurimento, non rinnovabili e con cicli produttivi che provocano elevate emissioni di gas serra nell’ambiente. Per questo motivo, negli ultimi anni è aumentata la consapevolezza dei materiali da costruzione a base biologica costituiti da materie prime vegetali e rinnovabili. La canapa è un materiale naturale e sostenibile che assorbe un’enorme quantità di anidride carbonica durante il suo ciclo di vita e offre la possibilità di ottenere composti di origine biologica con un’impronta di carbonio negativa. Questo studio si concentra sull’impatto dell’involucro edilizio realizzato in blocchi di calcecanapulo su un edificio residenziale costruito nel 2018 situato in una località caratterizzata da un clima mediterraneo: Serradifalco (Italia). Sulla base di una campagna di studio teorico e sperimentale le prestazioni energetiche in termini di comfort sono state valutate in relazione ad una selezione di moderni involucri edilizi. Dall’analisi igrotermica dell’involucro l’efficienza energetica è stata valutata in relazione al clima di Catania, Bari e Verona confermando l’idoneità del materiale al clima caldo e di tipo Mediterraneo (Catania, Bari). Elevate prestazioni, comfort indoor e benessere sono fondamentali per la salute di coloro che vivono negli edifici. Tuttavia, anche il comportamento degli utenti è cruciale. A tal fine, all’interno dell’edificio residenziale sono state realizzate campagne sperimentali di monitoraggio finalizzate al "cambiamento comportamentale" attraverso la comprensione della relazione tra gli ambienti interni e l’ambiente esterno. Il prodotto finale del presente lavoro rivolto alle persone in forma di questionario ha lo scopo di renderli coscienti sul tema dell’indoor comfort.