CHOISIS - Caratterizzazione di materiali isolanti innovativi e sostenibili

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SSD: 
ING-IND/11
Durata: 
da settembre 2023 a settembre 2025

La riduzione dei gas serra nel settore edilizio, secondo gli obiettivi dell’UE, può essere raggiunta solo attraverso un processo adeguatamente informato, che fornisca una serie di procedure, metodologie, dati che supportino professionisti e produttori nell’adozione di materiali nuovi e più efficienti dal punto di vista energetico e sostenibili e soluzioni. Il progetto CHOISIS è finalizzato a supportare la transizione verde nel settore dell’edilizia rendendo disponibili metodologie, procedure validate, metriche, strumenti e dati per la caratterizzazione energetica, ambientale ed economicamente vantaggiosa dei materiali più innovativi per l’isolamento dell’involucro edilizio, recentemente entrati nel mercato. 

Finalità: 

La riduzione dei gas serra nel settore edilizio, secondo gli obiettivi dell’UE, può essere raggiunta solo attraverso un processo adeguatamente informato, che fornisca una serie di procedure, metodologie, dati che supportino professionisti e produttori nell’adozione di materiali nuovi e più efficienti dal punto di vista energetico e sostenibili e soluzioni.

Il progetto CHOISIS è  finalizzato a supportare la transizione verde nel settore dell’edilizia rendendo disponibili metodologie, procedure validate, metriche, strumenti e dati per la caratterizzazione energetica, ambientale ed economicamente vantaggiosa dei materiali più innovativi per l’isolamento dell’involucro edilizio, recentemente entrati nel mercato.

Risultati attesi: 

Al termine del progetto CHOISIS si prevedono i seguenti impatti scientifici, tecnici, sociali ed economici:

a) Impatti scientifici

L’adozione di nuovi materiali avanzati nei componenti edilizi richiede nuove metriche prestazionali al fine di rendere possibile un confronto diretto con i materiali attualmente utilizzati, facilitando così una scelta progettuale orientata alle prestazioni. Ciò implica lo sviluppo di procedure di misurazione su misura, in base ai diversi materiali avanzati, tenendo conto delle specifiche caratteristiche e proprietà termo-fisiche. Le nuove procedure di caratterizzazione di laboratorio che saranno sviluppate nell'ambito del progetto saranno più accurate, affidabili e progettate specificamente per le applicazioni dell'involucro edilizio. L'impatto scientifico riguarderà anche aspetti teorici, con un avanzamento delle conoscenze nella simulazione di pareti multistrato in condizioni dinamiche; un nuovo set di dati di laboratorio sui componenti edilizi supporterà lo sviluppo e la valida validazione di procedure di calcolo semplificate.

L’impatto scientifico del progetto sarà potenziato a livello nazionale attraverso il collegamento con le principali Associazioni scientifiche del settore (ATI; AIA; AICARR), e a livello internazionale dalla pubblicazione di articoli su riviste scientifiche e dalla partecipazione a convegni internazionali.

b) Impatti tecnici

La definizione di nuovi indicatori chiave di prestazione (KPI) e di nuove procedure di misurazione contribuiranno a supportare lo sviluppo di nuove soluzioni tecnologiche ottimizzate per l’efficienza energetica dell’involucro edilizio. La possibilità di scegliere tra un'ampia gamma di materiali avanzati aiuterà i professionisti a scegliere la migliore soluzione tecnologica e ad adattarla ai diversi climi italiani e agli usi edilizi.

Inoltre, il progetto contribuirà all'ottimizzazione e al miglioramento degli attuali sistemi di involucro edilizio che beneficeranno dei risultati di laboratorio e della definizione di nuovi KPI.

I risultati del progetto verranno forniti agli organismi di normazione, vista la partecipazione di alcuni membri delle Unità di Ricerca ai Comitati tecnici UNI e ISO.

Un altro importante impatto tecnico è dovuto all'approccio LCA, che orienterà la progettazione dei materiali/componenti indagati concentrandosi sui vantaggi energetici, ambientali ed economici; tale approccio contribuirà a minimizzare i costi economici e ambientali lungo il ciclo di vita dei materiali e dei componenti.

c) Impatto economico

Il settore dell'edilizia è strategico per quanto riguarda gli investimenti, poiché caratterizzato da un effetto moltiplicatore che dati recenti stimano da 1,9 a 2,9 nei paesi dell'Unione Europea. L'adozione di nuovi materiali e soluzioni aumenterà il potenziale di retrofit, anche per quegli edifici in cui le tradizionali soluzioni di retrofit non sono fattibili (vincoli tecnologici, spazio limitato per l'isolamento, ecc.). Ciò creerà nuove opportunità di lavoro e opportunità di penetrazione del mercato più ampie, i cui benefici non saranno solo per i produttori di materiali, ma anche per tutti gli altri stakeholder del settore delle costruzioni.

Un altro impatto economico positivo nell'uso di materiali avanzati per l'isolamento delle pareti interne è il risparmio di una superficie significativa nello spazio interno, grazie allo spessore più sottile. Ciò si traduce in una maggiore superficie utile e in un maggiore vantaggio economico derivante dall'affitto dello spazio o dalla vendita dell'edificio.

L'approccio globale del progetto mira a fornire ai decisori pubblici (governo ed enti pubblici locali) un quadro decisionale aggiornato e completo, al fine di allocare in modo più razionale le risorse negli interventi di retrofit edilizio, tenendo conto di diversi aspetti e di alternative edilizie di retrofit (prestazioni termiche, impatto ambientale, costi).

Il progetto contribuisce alle strategie di economia circolare e di eco-design poiché alcuni dei materiali sostenibili che verranno studiati utilizzano meno risorse naturali e vengono riciclati; ciò può comportare il miglioramento del mercato della bioedilizia.

d) Impatti sociali

Il progetto mira a fornire una soluzione su misura per la ristrutturazione e la nuova progettazione del patrimonio edilizio italiano.

Le questioni sociali e ambientali come la salute pubblica, la riduzione delle emissioni di gas serra, la disoccupazione, le economie locali e la povertà energetica possono trarre vantaggio dai risultati del progetto.

La povertà energetica, ad esempio, può essere ridotta grazie all’implementazione di materiali avanzati che ridurranno i costi di retrofit rendendo le soluzioni di retrofit adatte anche ai proprietari a basso reddito

Il progetto migliorerà la salute pubblica grazie ai nuovi materiali che miglioreranno il comfort interno, la luce del giorno e l'acustica. Ciò può tradursi in un miglioramento della salute fisica e della produttività, considerato che trascorriamo il 90% della nostra vita all’interno di un edificio

Coordinatore: 
Prof. Francesco ASDRUBALI
Team: 

Università per Stranieri di Perugia

Francesco Asdrubali

Dante Maria Gandola

Politecnico di Torino

Valentina Serra

Stefano Fantucci

Università Roma Tre

Roberto de Lieto Vollaro

Leone Maria Barbaro

Università di Perugia

Giorgio Baldinelli

Attività / Fasi del progetto: 

Il progetto si compone di cinque linee principali: 

1) Procedure e metriche per la caratterizzazione termica, in stato stazionario e transitorio, di nuove soluzioni su scala di materiale/componenti. Questa fase si concentrerà sullo sviluppo e sull'implementazione di procedure di caratterizzazione, a livello di materiale e di componenti su piccola scala, dei diversi materiali avanzati e sostenibili oggetto di studio. Le misurazioni renderanno inoltre disponibili dati per validare procedure (sia sperimentali che numeriche) volte a supportare i produttori nel processo di ottimizzazione.

2) Dal laboratorio alla caratterizzazione sperimentale in situ. La misurazione delle prestazioni effettive in condizioni operative reali non è un compito banale quando i materiali sono caratterizzati da specifici comportamenti igrotermici o da un comportamento dinamico. I dati sono necessari per convalidare i modelli e ridurre il divario tra i risultati attesi e quelli effettivi. Nuove soluzioni su scala di materiali/componenti su casi di studio reali verranno quindi testate mediante indagini in situ, utilizzando un adeguato apparato sperimentale. 

3) Valutazione del comportamento dinamico di componenti altamente disomogenei. Le prove dinamiche di materiali disomogenei non sono coperte da alcuno standard, pertanto, per colmare questa lacuna verrà analizzato un approccio sperimentale e un'indagine fluidodinamica computazionale (CFD). 

4) Questioni ambientali ed economiche. La valutazione dei reali vantaggi dei materiali e dei componenti innovativi deve includere un'analisi delle loro prestazioni energetiche e ambientali nel ciclo di vita (ecoprofili), nonché dei costi del ciclo di vita. A questo scopo verranno applicate metodologie di Life Cycle Assessment (LCA), a partire dagli esiti delle precedenti fasi di ricerca e grazie alle Dichiarazioni Ambientali di Prodotto (EPD) e ai dati di mercato. 

5) Diffusione. La diffusione garantirà la corretta comunicazione dei risultati e una migliore penetrazione nel mercato delle soluzioni avanzate proposte, attraverso articoli scientifici e canali che raggiungano un pubblico più ampio (workshop e social media). 

Documentazione: 

- Logo del progetto:     

- Locandina XXIV congresso nazionale CIRIAF da cui risulta una  sessione dedicata alla divulgazione del progetto CHOISIS;

- Presentazione progetto al Congresso Internazionale "The role of environmental product declarations in the decarbonization of building materials and components"

 

Dipartimento: 
Dipartimento di Scienze umane e sociali internazionali (SUSI)
Fonte di finanziamento: 
Finanziamenti nazionali
Soggetto finanziatore: 
MUR - Bando PRIN 2022
Novità / Eventi / In evidenza: 

Partecipazione a congressi

Francesco Asdrubali, Dante M. Gandola, The role of environmental product declarations in the decarbonization of building materials and components, Net Zero Future conference, Oslo, 19-21 June 2024

Eventi di divulgazione

Presentazione del progetto nell’ambito della Sessione “Efficienza energetica e materiali innovativi per il benessere ambientale”, XXIV Congresso Nazionale CIRIAF, Perugia, 11-12 aprile 2024