PCM accumulatori di calore latente

NEWS DI Bioedilizia
Materiali ultraefficienti, in grado di effettuare una calmierazione termica, in unione ai più comuni componenti edilizi, molto utile al risparmio energetico.
31 Dicembre 2010 ore 19:07

Il sempre più diffuso ricorso a tecnologie assemblate e stratificate a secco in campo di involucri per il miglioramento delle prestazioni energetiche apre la strada all'utilizzo di nuove strategie sia in regime invernale che estivo, grazie all'impiego di particolari isolanti termici, all'introduzione di materiali a sfasamento o attenuazione termica, termoriflettenza o in grado di fornire inerzia termica artificiale.

PCMI Phase Change Materials (PCM) sono materiali accumulatori di calore latente, che sfruttano il fenomeno della transizione di fase per assorbire i flussi energetici entranti.

Sono materiali termoregolanti, generalmente con spessori molto ridotti, che si pongono come una soluzione tecnica innovativa per la progettazione intelligente degli edifici.

Sono solidi a temperatura ambiente, ma oltre una certa soglia, che varia col tipo di materiale, si liquefano, accumulando calore latente di liquefazione, che viene sottratto all' ambiente .

Allo stesso modo quando la temperatura scende, solidificano, rilasciando calore latente di liquefazione. Immagazzinano così una grossa quantità di energia e mantengono costante la loro temperatura.

Pareti termoregolanti_pcmNati dalla ricerca aerospaziale della Nasa, da alcuni anni vengono applicati all'edilizia, soprattutto in campo di risparmio energetico. Infatti sono un interessante sistema per smussare la fluttuazione giornaliera della temperatura ambiente, in quanto, con il calore rilasciato, permettono di limitare i picchi di temperatura interna degli ambienti, con una conseguente riduzione dei consumi energetici in campo di climatizzazione.

I requisiti per i PCM in campo edilizio sono essenzialmente 5:
- Una temperatura di fusione intorno ai 25°C
- Un elevato calore di transizione di fase
- Un basso costo
- Non tossicità, idroscopia o corrosione
- Devono poter essere incorporati facilmente ai principali materiali per l'edilizia.

I materiali che contengono i PCM possono essere molteplici: legno, cartongesso, intonaco, plexiglass; ma possono anche essere applicati brillantemente in soluzioni impiantistiche, di riscaldamento o raffrescamento, collettori solari o scambiatori di calore.
Per il raffrescamento degli ambienti sono necessari materiali che possiedono una temperatura di fusione vicina alla temperatura desiderata nell'ambiente, che deve essere mantenuta costante nonostante l'incremento di temperatura esterna.

Per la temperatura di fusione compresa tra i 20 e i 28°C sono utilizzati di prassi due gruppi di materiali: l'idrato di sale, tipo sale di Glauber e la paraffina.

Colognola_ serre bioclimaticheNei sistemi di facciata, all'isolamento dell'involucro esterno, l'inerzia termica artificiale, programmabile sulla temperatura desiderata, può portare notevoli benefici, grazie al posizionamento nel nucleo interno di strati di PCM, in corrispondenza di serre bioclimatiche o addirittura nelle frontiere trasparenti rivolte a sud, bilanciando il sistema S/R (struttura e rivestimento) di facciata.

edificio residenziale Colognola (BG)Un esempio ben riuscito è l'edificio residenziale del borgo storico di Colognola (BG), il primo in Lombardia ad ottenere la certificazione Casa Clima Oro. In questi edifici iperisolati, progettati da Atelier 2 Gallotti e Imperadori (Milano), i PCM sono invisibili perché presenti all'interno di speciali lastre di gesso rivestito, applicate in speciali serre bioclimatiche, in cui l'involucro interno in Smart Board – Knauf, è stato pensato con una funzione captante in inverno, sfruttando l'irraggiamento solare e una funzione assorbente in estate, con limitazione dei picchi termici ambientali.

Un altro esempio di notevole interesse è il progetto dell' architetto svizzero Dietrich Schwarz della villetta ad Ebnat Kappel, nella Svizzera orientale, che ha vinto il Premio Solare nel 2001.

Dietrich Schwarz _Premio solare 2001L'edificio, ad un piano solo, è costruito interamente in elementi lignei prefabbricati, con una facciata a nord alta solo 3,3 mt e una facciata a Sud, più alta, con il 38% vetrato e il 62% costituito da sistemi in cui sono state inserite cassette di paraffina, accumulatrici di calore.
La paraffina, che satura gli elementi di contenimento di facciata, si scioglie sotto l'azione delle radiazioni solari, mentre torna solida raffreddandosi durante la notte. Una parete accumulatrice sulla falsariga di quella inventata dal francese Trombe negli anni '40, ma più leggera, con uno spessore di appena 106 mm, che ha anche un effetto ottico notevole: infatti nei giorni di sole si presenta più chiara e trasparente, mentre in quelli nuvolosi, diventa più scura.

www.atelier2.it

BASF Construction Chemicals Italia

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