I "cool materials" contro il surriscaldamento urbano e degli edifici
←
→
Trascrizione del contenuto della pagina
Se il tuo browser non visualizza correttamente la pagina, ti preghiamo di leggere il contenuto della pagina quaggiù
FOCUS ENEA_
I “cool materials” contro il
surriscaldamento urbano
e degli edifici
Per contrastare il fenomeno crescente del surriscaldamento delle città e degli edifici e il conseguente
incremento dei consumi elettrici, l’ENEA sta sperimentando l’utilizzo di materiali ad elevata riflettanza
solare (RS). Si tratta dei cosiddetti Cool Materials (CM) che consentono di contrastare le ‘’isole di calore
urbane’’ attraverso il raffrescamento passivo degli edifici, la riduzione delle temperature superficiali delle
strutture esposte alla radiazione solare e il flusso termico entrante.
DOI 10.12910/EAI2020-078
di Maria-Anna Segreto, Responsabile Laboratorio Soluzioni Energetiche Integrate, Francesco Baldi, Alessandra Gugli-
andolo, Mattia Ricci, Tiziana Susca, Laboratorio Soluzioni Energetiche Integrate, Enrico Genova, Laboratorio Supporto
Attività Programmatiche, ENEA
L
e città europee sono caratteriz-
zate da “tessuti” edilizi densi
con alti tassi di inquinamento
atmosferico cui spesso si as-
socia l’utilizzo di “materiali pesanti”, di
colore scuro, come nel caso dei centri
storici italiani. Negli ultimi anni, inoltre,
l’inurbamento ha portato a un muta-
mento sostanziale nello stanziamento
della popolazione mondiale: dai 600
milioni di persone del 1920 si è passati a
circa 2 miliardi nel 1986, mentre alcune
stime prevedono che entro il 2100 cir-
ca l’80% della popolazione mondiale si
concentrerà nelle città (Figura 1), con
conseguente aumento delle temperature
e maggiore utilizzo di sistemi di clima- Fig. 1 Trend di urbanizzazione - Fonte: United Nations, Word Urbanization Prospects: The 2005
tizzazione estiva. Secondo alcuni studi Revision (2006); and C. Haub (2007) Word Population Data Sheet
infatti il surriscaldamento, a livello ur-
bano e di edificio, dipende fortemente
dai materiali da costruzione che posso- incremento dei consumi elettrici negli alla radiazione solare e il flusso termi-
no raggiungere temperature fino a 40 edifici, soprattutto nel periodo estivo, co entrante all’interno dell’edificio. Il
°C superiori rispetto all’aria-ambiente, l’ENEA sta sperimentando l’utilizzo di progetto, condotto in collaborazione
con conseguenti flussi termici eleva- materiali ad elevata riflettanza solare con ITALCEMENTI nell’ambito della
ti sia verso l’interno degli edifici che (RS), i cosiddetti Cool Materials (CM), Ricerca di Sistema Elettrico, prevede lo
verso l’esterno. Per contrastare questo per il “raffrescamento passivo” degli sviluppo di speciali composti innova-
fenomeno, noto come “isola di calo- edifici, in grado di ridurre le tempera- tivi con matrice cementizia destinati a
re urbana” (Figura 2), e il conseguente ture superficiali delle strutture esposte infrastrutture urbane quali pavimen-
102 Energia, ambiente e innovazione | 3/2020
FOCUS ENEA_
tazione di parcheggi, piste ciclabili, Oltre alla sperimentazione di nuove • emissioni degli impianti industriali;
piazze ecc. e su facciate e coperture de- tecnologie per l’involucro edilizio, si • emissioni dei sistemi di riscalda-
gli edifici. analizzano soluzioni per il contesto mento e di aria condizionata ad uso
urbano in generale, come ad esempio: domestico.
Materiali ad elevata riflettanza solare l’evapotraspirazione e l'ombreggiamen-
Rispetto ai rivestimenti e alle pia- to proveniente dalle piante, in grado di Contribuiscono ad accentuare il feno-
strelle comuni, si stanno ottenendo ridurre in maniera significativa il calore meno dell’isola di calore gli stessi edifici,
risultati promettenti con un'innova- “re-irradiato” dalle facciate degli edifici e nell’impedire al vento di soffiare con la
tiva malta cementizia altamente ri- da tutte le altre superfici dotate di mas- medesima intensità registrata nelle aree
flettente e con ottime performance sa; i cosiddetti “tetti verdi”, che realizzati aperte fuori della città. Inoltre, edifi-
di durabilità e resistenza agli agenti sulle coperture consentono di abbattere ci alti e strade strette formano canyon
atmosferici, da utilizzare sulle super- l’irraggiamento estivo e il conseguen- urbani che limitano la dissipazione del
fici verticali e orizzontali esterne degli te accumulo di calore all’interno degli calore. Altri fattori, su cui tuttavia non
edifici e sulle pavimentazioni stradali. ambienti, o ad altri sistemi tecnologi- è possibile intervenire, sono la posizio-
Per verificare la riduzione della tem- ci in via di sviluppo negli ultimi anni. ne geografica, le stagioni, le condizioni
peratura dell’aria per effetto dell'ap- metereologiche e ambientali (ventosi-
plicazione di CM si effettuano studi, Le “isole di calore” tà, nuvolosità e irraggiamento solare).
simulazioni e prove in campo, tra cui: L’isola di calore è un fenomeno mi- Esistono, però, aspetti “controlla-
• la simulazione tramite software EN- croclimatico che comporta l’in- bili” quali la progettazione urbana,
VI-met della temperatura dell’aria al nalzamento della temperatura in la presenza di aree verdi e ad eleva-
variare della riflettanza delle super- corrispondenza delle aree metro- ta porosità/assorbimento (pervious
fici di pavimentazione in due città politane fortemente urbanizzate. materials), l’inquinamento urbano
italiane, Bologna e Palermo (Figure 2 L’ accumulo di calore è determinato da e i materiali usati nelle costruzio-
e 3), appartenenti a zone climatiche una serie di fattori, in stretta interazione ni. È proprio su questi elementi che
differenti (E e B) tra loro: è possibile agire per mitigare gli ef-
• test e misure su un edificio pilota • diffusa cementificazione e conse- fetti negativi dell’isola di calore.
nell’area del Centro Ricerche ENEA guente aumento delle superfici asfal- Il settore civile (residenziale più ter-
della Casaccia (RM) dotato di diverse tate che prevalgono sempre più sulle ziario) è quello che realizza i mag-
tipologie di CM applicati su pareti, aree verdi; giori usi finali di energia in Italia e i
coperture e pavimentazioni esterne. • emissioni degli autoveicoli; dati, rispetto al 1990, evidenziano un
Fig. 2 Modellazione dell’isola di calore della Piazza VIII Agosto a Bologna
3/2020 | Energia, ambiente e innovazione 103
FOCUS ENEA_
incremento degli usi elettrici deci- getico annuale invece, i vantaggi sono te a notevoli cambiamenti che stan-
samente maggiore di quello relativo interessanti per i climi con temperatu- no avvenendo sul nostro pianeta.
agli usi termici. Una delle principali re estive più alte mentre sono modesti Tra questi, i cambiamenti climati-
cause è da attribuirsi all’incremento dei nelle zone con climi freddi o temperati. ci rappresentano uno degli elementi
consumi per la climatizzazione estiva. Elemento di grande interesse è, al- maggiormente impattanti sull’attività
I motivi sono molteplici: maggiore ri- tresì, la riduzione della tempera- svolta dai progettisti, chiamati a rispon-
chiesta di comfort termico, nuovi edifici tura superficiale derivante dall’u- dere a esigenze sempre più stringenti
isolati termicamente che contengono tilizzo dei CM che garantisce e variabili in funzione delle differen-
il calore accumulato, riscaldamento numerosi vantaggi, sia in termini di ti stagioni. L’involucro edilizio volge
globale e urbanizzazione spinta. Tutti durata del manufatto che di stress sempre più ad una connotazione di-
gli elementi elencati determinano un termico cui è sottoposto il materiale. namica capace di modificare le pro-
significativo incremento delle tempe- È importante evidenziare che il mer- prie prestazioni in funzione delle con-
rature nelle aree urbane (Effetto Isola cato dei prodotti al momento dispo- dizioni climatiche e, sempre più, non
di Calore - Heat Island Effect) am- nibili è praticamente ‘monopolizzato’ ci si può slegare dal contesto urbano.
plificando i consumi elettrici estivi. dalle vernici, principalmente acriliche, Queste considerazioni evidenziano
a base di biossido di titanio. Alcune come la ricerca nel campo della tec-
Conclusioni sono usate come rivestimenti, altre si nologia debba lavorare affondando le
Le analisi fin qui condotte hanno presentano come delle membrane im- proprie radici in un contesto più ampio
portato ad interessanti conclusioni permeabilizzanti (soprattutto in appli- e complesso rispetto a quello fino ad
sull’efficacia dei materiali ad alta ri- cazioni per i tetti), con una riflettanza oggi percorso: la ricerca e lo sviluppo
flettanza, soprattutto se abbinati ad solare stimata che può raggiungere di materiali e sistemi innovativi ad alte
altre azioni di mitigazione, come ad l’88%, e un’alta suscettibilità al degrado, prestazioni è, dunque, uno dei prin-
esempio la contemporanea applica- sotto l’azione combinata degli agenti at- cipali contributi che possono essere
zione dei CM sulle pareti degli edifici mosferici e dall’inquinamento dell’aria. messi a disposizione della progettazio-
e sulle pavimentazioni stradali e la Lo studio condotto permette di affer- ne edile e dello stesso professionista.
presenza di elementi di vegetazione mare che l’utilizzo su larga scala di ma- Risulta essenziale, inoltre, analizzare
sugli edifici (es. tetti verdi) e in ambito teriali cool, se integrati alla presenza attentamente, non soltanto i vantag-
urbano (es. giardini o viali alberati). di aree verdi in ambiente urbano (ma gi di singole soluzioni tecnologiche,
Lo studio condotto dall’ENEA, tra- anche in ambito edilizio con l’applica- ma individuare strategie e scenari che
mite simulazioni di tipo dinamico, ha zione di pareti o tetti verdi), può rap- integrino correttamente tra loro di-
evidenziato prospettive interessanti presentare un importante fattore che verse soluzioni. Il progetto presenta-
sotto il profilo della risposta all’irrag- contribuisce al miglioramento delle to ha, infatti, come obiettivo quello di
giamento solare diretto: il risparmio condizioni di comfort e, conseguen- riuscire ad integrare soluzioni cool di
energetico ottenibile nella stagione temente, di vita della popolazione. tipo diverso aiutando il professionista
estiva presenta delle importanti po- La progettazione edilizia si trova, nell’integrazione degli stessi al fine di
tenzialità nella gran parte delle zone attualmente, di fronte a cambia- raggiungere scenari efficienti ed ef-
climatiche testate. Sul bilancio ener- menti radicali legati principalmen- ficaci per la riduzione dei consumi.
Fig. 3 Modellazione dell’isola di calore del Parco delle piazze Castelnuovo e Ruggiero Settimo a Palermo
104 Energia, ambiente e innovazione | 3/2020
Puoi anche leggere
