mercoledì 4 settembre 2019

MATERIALI A CAMBIAMENTO DI FASE – parte 2


Proseguiamo la trattazione dei materiali a cambiamento di fase iniziata qui.

Vantaggi e svantaggi

I vantaggi ottenuti dall’utilizzo di materiali a cambiamento di fase sono:

- l’ottimizzazione del comfort termoigrometrico sia estivo che invernale, in quanto la temperatura superficiale della parete interna, grazie al loro utilizzo, si stabilizza intorno alla temperatura di fusione del materiale (solitamente tra i 18°C e i 25°C),

- l’aumento dell’inerzia termica delle strutture.

Gli svantaggi, invece, sono:

- costi elevati,

- elevata infiammabilità (il che riconduce l’utilizzo a piccole porzioni di involucro),

- stabilità delle proprietà garantita per, circa, 20 anni.

Classificazione

I materiali a cambiamento di fase organici possono essere suddivisi in cere paraffine e cere non-paraffine: le paraffine sono composti organici che a temperatura ambiente si presentano con una consistenza simile a quella della cera.
I materiali a cambiamento di fase inorganici possiedono un maggior calore latente di fusione rispetto ai precedenti che, tuttavia, tendono a degradare nel tempo, comportando il deterioramento delle prestazioni. I materiali inorganici vengono suddivisi in sali idrati e materiali metallici.

I sistemi di contenimento

I sistemi più utilizzati per il contenimento dei materiali sono il macro e micro incapsulamento e l’immersione in matrici porose.
Tra le modalità di inserimento nella parete l’applicazione più comune prevede l’aggiunta di microcapsule ai materiali tradizionali, ossia la miscela in pasta di capsule di materiali a cambiamento di fase con materiali porosi come cemento o gesso o in contenitori rigidi e flessibili (plastici, alluminio, acciaio, ecc.).

Un esempio di applicazione: il biogel

Un esempio di applicazione dei materiali a cambiamento di fase è il gel, materiale che si solidifica durante la notte e si fonde diventando liquido con il calore del giorno tanto da ridurre la quantità di energia necessaria per raffreddare gli spazi interni, con un notevole risparmio energetico: l’effetto è lo stesso che si ottiene con mura spesse di calcestruzzo o mattoni, che riducono le oscillazioni di temperatura interna. In termini pratici, il vantaggio è che 1,25 cm di spessore di gel si comportano come la massa termica di 25 cm di cemento.


Fonte: convegni – articoli web.

lunedì 5 agosto 2019

MATERIALI A CAMBIAMENTO DI FASE – parte 1


Negli ultimi anni, in edilizia, si sente parlare sempre più spesso di "P.C.M." (Phase Change Materials) o "materiali a cambiamento di fase", soluzioni tecnologiche innovative e sostenibili per la costruzione e la manutenzione degli edifici: sostanzialmente si tratta di materiali in grado di determinare una notevole riduzione dei consumi energetici necessari alla climatizzazione degli ambienti poiché caratterizzati da un punto di fusione vicino alla temperatura di comfort.

I materiali a cambiamento di fase sono solidi a temperatura ambiente ma, quando questa sale e supera una certa soglia, diventano liquidi accumulando calore latente di liquefazione che viene sottratto all’ambiente: ugualmente, quando la temperatura scende, il materiale si solidifica e cede calore latente di solidificazione. Per fare questo, i materiali a cambiamento di fase accumulano calore latente e sfruttano il fenomeno della transizione di fase, appunto, per assorbire i flussi energetici entranti (immagazzinando un’elevata quantità di energia e mantenendo costante la propria temperatura).

I requisiti che un materiale a cambiamento di fase deve possedere per poter essere impiegato in edilizia sono:
• temperatura di fusione intorno ai 25 °C,
• elevato calore di transizione di fase,
• costo sostenibile,
• non essere tossico o corrosivo,
• essere facilmente disponibile sul mercato.

I materiali termoregolanti più innovativi ed oggi più utilizzati, in grado si smussare le fluttuazioni giornaliere della temperatura ambiente attraverso la riduzione dei picchi di temperatura interna (e quindi dei consumi energetici necessari alla climatizzazione degli ambienti), sono:

• pannelli in cartongesso,
• pannelli in legno,
• intonaci,
• sistemi di facciata vetrati,
• sistemi di facciata in plexiglas,
• isolanti termici,
• collettori solari,
• scambiatori di calore,
• impianti di riscaldamento,
• impianti di raffrescamento passivo.


Fonte: convegni – articoli web.