Involucri vetrati: proposta di una metodologia di valutazione dei picchi di temperatura : analisi numerica in regime dinamico e applicazione a un caso studio

The strong industrial revolutions of the 20th century led cities to undergo significant expansion. As population density increased in urban centers, the construction market gradually shifted towards the greater use of dry envelopes, especially those made of glass. The available technologies diverge significantly from traditional construction techniques: there is an increasing use of polymeric materials, the deterioration of which could significantly compromise the lifespan of building envelopes, as well as a drastic decrease in overall energy performance. Alongside the growing prevalence of glass envelopes, there is the evolution of national and international regulations, which impose certain limits on the use of construction materials to prevent rapid aging. Chemical compatibility tests are required between potentially reactive materials in contact with each other, and the use of these materials is tied to specific temperature limit parameters based on the site's geography. These limits depend on boundary conditions, which in turn vary greatly depending on exposure, time period, shading due to obstacles, and direct irradiation on the element. For the purpose of informed and efficient design, it is now crucial to find dynamic analysis methodologies adaptable to the variability of parameters that can influence these limits. Starting from a real case study of a ventilated facade to be constructed in the Principality of Monaco, this thesis aims to investigate an envelope analysis methodology aimed at determining the critical portion and period of the building regarding the increase in temperature due to external conditions. The study is subsequently refined through numerical simulation to precisely investigate the temperature values reached in the most vulnerable materials.

Le forti rivoluzioni industriali del XX secolo hanno condotto le città a una crescente espansione. All’aumentare della densità abitativa nei centri urbani, il mercato delle costruzioni si è progressivamente orientato verso il sempre maggiore impiego di involucri a secco, in particolare quelli vetrati. Le tecnologie a disposizione si discostano largamente dalle tecniche costruttive tradizionali: vengono impiegati in misura sempre maggiore materiali polimerici il cui deterioramento potrebbe compromettere in maniera consistente la vita utile delle chiusure dell'edificio, oltreché un drastico calo nelle prestazioni energetiche globali. Alla crescente diffusione degli involucri vetrati si affianca l'evoluzione delle normative nazionali e internazionali, le quali impongono determinati limiti di utilizzo dei materiali da costruzione onde prevenirne un rapido invecchiamento. Vengono richiesti test di compatibilità chimica tra materiali potenzialmente reattivi in contatto reciproco e viene vincolato l'uso degli stessi al rispetto di determinati parametri limite di temperatura in funzione della geografia del sito. Tali limiti dipendono dalle condizioni al contorno, le quali a loro volta sono estremamente variabili in funzione dell’esposizione, del periodo, dell'ombreggiamento dovuto alla presenza di ostacoli e dell'irraggiamento diretto sull'elemento. Ai fini di una progettazione consapevole ed efficiente risulta ormai determinante trovare metodologie di analisi dinamiche e adattabili alla mutevolezza dei parametri che possano influire su detti limiti. Partendo da un caso studio reale di una facciata ventilata da realizzarsi a Monaco, nella presente tesi ci si propone pertanto di investigare una metodologia di analisi dell'involucro tesa a determinare le porzioni e il periodo critici dell'edificio quanto all'innalzamento della temperatura dovuta alle condizioni esterne. Lo studio viene successivamente raffinato mediante una simulazione numerica al fine di investigare con precisione i valori di temperatura raggiunti nei materiali più a rischio.