%A Francesca Olivieri
%T Caracterizaci?n experimental y modelo predictivo del comportamiento t?rmico de una fachada vegetal
%X La aplicaci?n de las estrategias que promuevan la eficiencia energ?tica y la sostenibilidad en el sector de la construcci?n es una tarea de fundamental importancia que estamos llamados a llevar a cabo como ciudadanos, profesionales e investigadores. Esta tesis doctoral se enmarca dentro de los trabajos de investigaci?n llevados a cabo en los ?ltimos a?os que, en la l?nea m?s general de analizar sistemas a la vez energ?ticamente eficientes y beneficiosos para la mejora del confort de los usuarios, se han centrado en la caracterizaci?n de los efectos sobre edificios y medioambiente derivados de la aplicaci?n de fachadas vegetales en el ?mbito arquitect?nico. La investigaci?n parte del an?lisis del papel que las envolventes vegetales han tenido en relaci?n a la arquitectura a lo largo de la Historia, para luego examinar su papel actual que, m?s all? de su reconocido valor est?tico, cada vez m?s cobra una funci?n arquitect?nica propia. Prueba de ello es la creciente integraci?n de las superficies vegetales experimentada en los ?ltimos a?os tanto en entornos arquitect?nicos como urbanos; reflejo, a su vez, del desarrollo gradual de nuevas investigaciones sobre fachadas vegetales y de la difusi?n de diferentes sistemas en el mercado. Tras realizar un an?lisis detallado de los resultados obtenidos hasta el momento en el campo de la investigaci?n y una vez detectadas sus carencias, se procede a plantear el objetivo general de esta tesis: analizar el comportamiento t?rmico de una soluci?n constructiva que incorpore un elemento vegetal, a trav?s de la monitorizaci?n de un prototipo experimental a escala real, as? como, generar una herramienta flexible que permita predecir el comportamiento t?rmico de determinados tipos de fachadas vegetales, posibilitando su utilizaci?n en contextos diferentes al de estudio. Con el fin de elegir el sistema de fachada vegetal m?s adecuado para el estudio experimental, se realizan un an?lisis y una catalogaci?n de los sistemas de fachadas vegetales existentes en el mercado. Para cada sistema, se destacan las principales caracter?sticas, las ventajas y los inconvenientes. Para evaluar la aplicabilidad del sistema a gran escala, se fijan unos criterios de selecci?n basados en el grado de industrializaci?n, la eficiencia energ?tica y la sostenibilidad. Finalmente, se elige el sistema m?s adecuado para el estudio experimental: sistema con elementos modulares industrializados prevegetados compuestos por cajas contenedoras de sustrato y vegetaci?n perenne. Como siguiente paso, se procede al dise?o del experimento y se da comienzo a la fase experimental que comprende m?s de tres a?os, distingui?ndose dos etapas. En ambas, la experimentaci?n se basa en la comparaci?n de dos cerramientos id?nticos cuya ?nica diferencia est? constituida por una capa de vegetaci?n existente en uno de ellos. En una primera etapa, a trav?s de un tratamiento estad?stico de los datos, se analiza el comportamiento energ?tico de un cerramiento sin aislante con el objetivo de caracterizar t?rmicamente el elemento vegetal (sustrato m?s vegetaci?n), eliminado las variables relativas a la composici?n del cerramiento. En una segunda etapa, se monitoriza un cerramiento con aislante con el fin de verificar la efectividad energ?tica del sistema vegetal en cerramientos aislados. Tras corroborar la eficacia energ?tica de dicho sistema, incluso en cerramientos aislados, se concluye el trabajo con el desarrollo de un modelo de predicci?n del comportamiento t?rmico de determinados tipos de fachadas vegetales. El modelo, de r?pida y sencilla utilizaci?n, permite estimar el comportamiento t?rmico de una fachada vegetal en funci?n de la temperatura exterior, la humedad relativa del aire en el exterior y la irradiancia global. Dicho modelo, desarrollado a partir de los datos tomados durante la monitorizaci?n, ha sido validado experimentalmente mostrando un elevado grado de fiabilidad.  ABSTRACT Mettere in atto strategie di promozione dell'e_cienza energetica e della sostenibilit? nel settore delle costruzioni ? un compito di fondamentale importanza che siamo chiamati a svolgere, come cittadini, professionisti e ricercatori. Questa tesi si colloca all'interno delle ricerche che, nella linea generale di sviluppo di sistemi che siano sia effcienti dal punto di vista energetico sia vantaggiosi dal punto di vista del miglioramento del comfort degli utenti, negli ultimi anni si sono occupate di indagare gli effetti sulle costruzioni e sull'ambiente derivati dall'applicazione di facciate verdi negli edifici. La ricerca si sviluppa partendo dall'analisi del ruolo che coperture e facciate verdi hanno avuto nel corso della storia dell'Architettura per poi giungere ad esaminare il loro ruolo nell'attualit_a: oltre a un roconosciuto valore estetico in maniera crescente queste tecnologie sono chiamate a svolgere una funzione architettonica propria. Ci? ? dimostrato dalla crescente integrazione di superfici verdi sia a livello architettonico sia a livello urbano registrata negli ultimi anni, che ? a sua volta conseguenza del graduale sviluppo di nuove ricerche sulle facciate verdi e della diffusione nel mercato di differenti sistemi. Dopo aver realizzato un'analisi dettagliata dei risultati ottenuti finora nel campo della ricerca e una volta individuate le loro carenze, si procede a fissare l'obiettivo generale di questa tesi: analizzare il comportamento termico di una soluzione costruttiva che incorpora un elemento di vegetale attraverso il monitoraggio di un prototipo sperimentale in scala reale, cos? come generare uno strumento essibile che consenta di prevedere il comportamento termico di alcuni tipi di facciate verdi, possibilitando il suo uso in contesti diversi da quello studiato. Al fine di scegliere il sistema di facciata verde pi_u adatto allo studio sperimentale, si effettua un'analisi e una catalogazione dei sistemi attualmente esistenti nel mercato. Per ogni sistema si mettono in evidenza le sue principali caratteristiche, i vantaggi e gli svantaggi, e si fissano criteri di selezione basati sul livello di industrializzazione del sistema, sulla sua efficienza energetica e sulla sostenibilit?, con il fine ultimo di promuovere l'applicabilit? del sistema a larga scala. Infine, si sceglie il sistema pi? adeguato per lo studio sperimentale: il sistema industrializzato modulare composto da pannelli prevegetati con substrato e vegetazione perenne. Come passo successivo, si procede allo sviluppo dell'esperimento e si d? inizio alla sperimentazione, composta da due fasi, che si sviluppa durante pi? di tre anni. In entrambe le fasi, la sperimentazione si basa sul confronto di due serramenti identici la cui unica differenza ? costituita dallo strato di vegetazione presente in uno di essi. Nella prima fase, attraverso un trattamento statistico dei dati, si analizza il comportamento energetico di un involucro non isolato per caratterizzare termicamente l'elemento vegetale (vegetazione pi? substrato), eliminando le variabili relative alla composizione del serramento. Nella seconda fase, si studia un involucro isolato con il fine di verificare l'efficacia energetica del sistema verde in serramenti isolati. Dopo aver dimostrato che il sistema ? effciente anche quando applicato in involucri isolati, il lavoro si conclude con lo sviluppo di un modello predittivo del comportamento termico di alcuni tipi di facciate verdi. Il modello, veloce e di semplice utilizzo, permette la stima del comportamento termico di una facciata verde conoscendo la temperatura esterna, l'umidit? relativa esterna e l'irradianza globale. Questo modello, sviluppato a partire da dati di monitoraggio, ? stato validato sperimentalmente mostrando un elevato grado di precisione.
%D 2013
%I Arquitectura
%L upm22384