The project concerns the creation of insulating panels made of waste cardboard and phase change materials, or PCMs. These substances can be mixed with cardboard during the recycling process. PCMs are used in the building field for their capability to store and release high amounts of latent heat at useful temperatures. Cellulose fiber can be used as ecological insulation. For this reason, it is possible to obtain with such materials a sustainable and smart insulation. It has been necessary to make studies and laboratory tests in order to create a product suitable for building applications. This work can be divided into three parts. The first part deals with a research concerning facade cladding systems, phase change materials and cardboard recycling process. Each analysis is helpful to understand the project background and enables to get inspiration for new ideas. The second part of the research consists in laboratory tests which purpose is to obtain the required properties for insulation panels. The third part is focalized on testing of panel properties: thermal and water insulation, fire and mechanical resistance. The final results allow to compare the different samples obtained in order to choose the best solution for products. The project was developed in collaboration with PIZ S.r.l., an Italian company specialized in cladding systems.

Il progetto prevede lo studio e lo sviluppo di pannelli isolanti costituiti da carta da macero con aggiunta di materiali a cambiamento di fase (PCM, Phase Change Materials), sostanze che possono essere inserite all’interno della polpa di cellulosa durante la fase di lavorazione del macero. In campo edilizio, i materiali a cambiamento di fase, sono impiegati da alcuni anni in quanto capaci di accumulare e rilasciare calore in modo programmato. Le fibre di cellulosa vengono invece utilizzate come materiale isolante sostenibile. Lo scopo della ricerca è quello di ottenere un pannello di tale materiale arricchito dalle proprietà termiche dei PCM, effettuare degli studi e delle prove mirate a verificarne l’idoneità nel contesto d’uso. Il presente lavoro è suddiviso in tre parti, corrispondenti alle fasi del lavoro effettuato. Inizialmente è stato svolto un lavoro di ricerca per individuare il campo di intervento del progetto e comprenderne le tematiche principali. Gli studi riguardano tre ambiti: gli involucri edilizi, la carta da macero e i materiali a cambiamento di fase. Analizzare le soluzioni esistenti in ciascuno di essi è stato utile per ottenere linee guida e spunti per nuove idee progettuali. La seconda fase della ricerca è consistita in prove di laboratorio per ottenere i pannello con le caratteristiche richieste. La terza fase è quella dei test riguardanti il comportamento termico, il comportamento ignifugo e l’assorbimento d’acqua, che hanno permesso di paragonare le soluzioni proposte. Nello svolgimento del progetto ci si è avvalsi del supporto e del confronto con l’azienda PIZ S.r.l., produttrice di pannelli prefabbricati per l’edilizia.

Sustainable smart insulation. Sviluppo di pannelli isolanti per edilizia in carta da macero e PCM

MUSITELLI, MARTA
2010/2011

Abstract

The project concerns the creation of insulating panels made of waste cardboard and phase change materials, or PCMs. These substances can be mixed with cardboard during the recycling process. PCMs are used in the building field for their capability to store and release high amounts of latent heat at useful temperatures. Cellulose fiber can be used as ecological insulation. For this reason, it is possible to obtain with such materials a sustainable and smart insulation. It has been necessary to make studies and laboratory tests in order to create a product suitable for building applications. This work can be divided into three parts. The first part deals with a research concerning facade cladding systems, phase change materials and cardboard recycling process. Each analysis is helpful to understand the project background and enables to get inspiration for new ideas. The second part of the research consists in laboratory tests which purpose is to obtain the required properties for insulation panels. The third part is focalized on testing of panel properties: thermal and water insulation, fire and mechanical resistance. The final results allow to compare the different samples obtained in order to choose the best solution for products. The project was developed in collaboration with PIZ S.r.l., an Italian company specialized in cladding systems.
PEDEFERRI, MARIAPIA
ARC III - Scuola del Design
24-apr-2012
2010/2011
Il progetto prevede lo studio e lo sviluppo di pannelli isolanti costituiti da carta da macero con aggiunta di materiali a cambiamento di fase (PCM, Phase Change Materials), sostanze che possono essere inserite all’interno della polpa di cellulosa durante la fase di lavorazione del macero. In campo edilizio, i materiali a cambiamento di fase, sono impiegati da alcuni anni in quanto capaci di accumulare e rilasciare calore in modo programmato. Le fibre di cellulosa vengono invece utilizzate come materiale isolante sostenibile. Lo scopo della ricerca è quello di ottenere un pannello di tale materiale arricchito dalle proprietà termiche dei PCM, effettuare degli studi e delle prove mirate a verificarne l’idoneità nel contesto d’uso. Il presente lavoro è suddiviso in tre parti, corrispondenti alle fasi del lavoro effettuato. Inizialmente è stato svolto un lavoro di ricerca per individuare il campo di intervento del progetto e comprenderne le tematiche principali. Gli studi riguardano tre ambiti: gli involucri edilizi, la carta da macero e i materiali a cambiamento di fase. Analizzare le soluzioni esistenti in ciascuno di essi è stato utile per ottenere linee guida e spunti per nuove idee progettuali. La seconda fase della ricerca è consistita in prove di laboratorio per ottenere i pannello con le caratteristiche richieste. La terza fase è quella dei test riguardanti il comportamento termico, il comportamento ignifugo e l’assorbimento d’acqua, che hanno permesso di paragonare le soluzioni proposte. Nello svolgimento del progetto ci si è avvalsi del supporto e del confronto con l’azienda PIZ S.r.l., produttrice di pannelli prefabbricati per l’edilizia.
Tesi di laurea Magistrale
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