Determinazione delle proprietà termofisiche di materiali ad elevata riflettanza solare per applicazioni a scala urbana: limiti e potenzialità

Si definisce effetto isola di calore urbana (Urban Heat Island) l'aumento della temperatura dell'aria nelle città rispetto alle aree rurali circostanti. Il fenomeno è presente a tutte le latitudini e, associato al riscaldamento globale, ha un forte impatto su ambiente, energia e salute. In questo report è riportato il calcolo dell’intensità dell’isola di calore urbana per la città di Roma, ottenuto elaborando le acquisizioni di diversi termo-igrometri, posizionati sia in zone densamente urbanizzate che in zone di campagna limitrofe alla città. La massima intensità di isola di calore rilevata è stata 7°C. L'aumento della riflettanza solare dei materiali urbani è una strategia volta a ridurre le temperature di superficie e dell'aria e ad attenuare l’effetto isola di calore urbana. I cool material applicati agli asfalti convenzionali sono una valida tecnologia per il raggiungimento di tale scopo. La caratterizzazione ottica è stata effettuata in laboratorio e all'aperto mostrando le proprietà e le prestazioni avanzate di diverse tinte per asfalti ad elevata riflettanza solare rispetto ai materiali tradizionali. Sono state condotte prove spettrofotometriche anche su campioni di calcestruzzo per pavimentazione stradale, ma l’elevata dimensione dei granuli e la presenza di zone vuote, direttamente paragonabili con la dimensione del fascio generato dallo strumento, ha reso inaccurati i risultati. I dati sperimentali sono stati utilizzati come input per simulare l'ambiente esterno di un quartiere densamente popolato di Roma, consentendo di stimare l'effetto degli asfalti ad alta riflettanza sulla temperatura dell'aria. Le simulazioni effettuate con il software ENVI-met hanno mostrato una significativa riduzione della temperatura dell'aria strettamente correlata con la riflettanza solare dei suddetti materiali. I profili di temperatura ottenuti sono stati utilizzati come input per calcolare l'impatto che le tinte per asfalti hanno a livello energetico su scala di edificio. In tal modo si sono ottenuti, tramite lo strumento di simulazione dinamica TRNSYS, i valori dei carichi energetici di raffrescamento di picco durante la stagione estiva per edifici residenziali tipici di zone densamente urbanizzate. Con i risultati ottenuti per i materiali a riflettanza solare più alta è stata calcolata una riduzione del picco di raffrescamento pari quasi al 19%.