COOL-ROOF IN RESTORATION PROJECTS Giovanni Marsili , Umberto Dainese , Mauro Mazzari, Renzo Nicoletti, Rossella Esposti, Alessandro Panzeri Colorificio San Marco – Marcon (VE) TEP Studio benefici estivi vernici - Milano

Coperture coppo in cotto o tegola tinta cotto / argilla bassa frequenza di manutenzione grandi superfici maggiormente esposte agli agenti atmosferici e irraggiamento solare scambio energia con l’esterno

UV IR UV IR Agire sulla superficie esterna della struttura Spettro termico UV IR 0.1 µm 100 µm 0.4 µm 0.7 µm Spettro solare UV IR 0.2 µm 0.4 µm 0.7 µm 3 µm Agire sulla superficie esterna della struttura Riduzione della temperatura superficiale Riduzione ΔT che provoca il trasporto di calore

Colore superficie esterna Coefficiente di assorbimento α Temperatura superficiale esterna UNI 10375 Calcolo della temperatura interna durante periodo estivo senza climatizzazione Temperatura superficiale esterna Flusso di calore che attraversa un componente opaco α : coefficiente di assorbimento della radiazione solare incidente sulla superficie esterna ϕ: sfasamento dell’onda termica in ore Il coefficiente di assorbimento identifica la capacità di una superficie di surriscaldarsi rispetto all’irraggiamento solare Colore superficie esterna Coefficiente di assorbimento α Chiaro 0.3 Medio 0.6 Scuro 0.9

Trasferimento del calore Radiazione solare Irraggiamento Riflessione IR Conduzione Convezione

Intervento restauro non invasivo protezione del manufatto non modificazione dell’aspetto estetico benefici energetici Obiettivo: sviluppare un sistema in grado di contribuire coerentemente con le caratteristiche di intervento di restauro migliorandone le prestazioni

Caratteristiche Applicazione superficiale di un protettivo senza rimozione della copertura Proteggere il manufatto aumentandone la durata Mantenere la stessa tonalità esistente con elevata resistenza benefici energetici correlati

Prodotto Prodotto a base acqua impiego di legante acrilico idoneo per il tipo di supporto Impiego di pigmenti IR riflettenti (CICP) Applicazione mediante spruzzo o airless monostrato CICP

Complex Inorganic Color Pigment Elevata stabilità chimica e al calore Resistenti UV Elevato coefficiente Riflettività IR CICP

TiO2 PBr24 CICP PBr29 CICP PBr24 Sun PBk7

Miscele pigmenti utilizzati per la colorazione argilla Pigment type Reference % w/w (CICP) Formulation 1 Formulation 2 %w/w PBk7 0,04 PBr.29 IR 0.65 PB36 IR 0.62 PY42 4,41 PBr.24 IR 10.22 10.45 PR101 2,70 1,8 2,5 PW6 1,75 1,3 1.03 PBk7 Carbon Black PY42 / PR101 Iron Oxide pigment PW6 titanium dioxide PBr.24 / PBr.29 / PBI36 CICP

Applicazione di uno strato a pennello 250 ± 10 g/m2 Blank Reference Formulation 1 Formulation 2 Applicazione di uno strato a pennello 250 ± 10 g/m2 spessore medio 100μm

Sample TSR% Blank 24.64 Reference 25.24 Formulation 1 37.23 Formulation 2 35.98

Coefficiente di assorbimento solare α = 1-TSR Tipo di rivestimento Coefficiente di assorbimento solare Var % Tegole normali 0.76 Reference Formulation 1 0.628 16 Formulation 2 0.64 15

Tipologia di coperture Le stratigrafie sono state valutate in accordo con UNI EN ISO 6946 Latero cemento Struttura in legno 1 Coppi 2 Camera debolmente ventilata 3 Laterocemento 1 Coppi 2 Camera debolmente ventilata 3 Abete Per la simulazione, TEP ha utilizzato il software di simulazione dinamica oraria TRNYS v17 e software di calcolo agli elementi finiti PAN 5

Parametri modello simulazione Il sistema valuta il trasporto di energia che fluisce dall’esterno verso l’interno al variare del coefficiente di assorbimento solare α Il modello è stato applicato in tre località rappresentative delle zone climatiche C,D e E (Milano, Roma, Napoli) Si considera 1 metro quadro di superficie di copertura nel periodo dal 1 maggio al 30 settembre

Copertura laterocemento 8.4% 8.3% 13.6% 13.5% 8.6% 14% α 0.76 α 0.628 α 0.64 α 0.76 α 0.628 α 0.64 α 0.76 α 0.628 α 0.64

Copertura legno 14.2% 14.1% 15.7% 15.5% 14.1% 15.6% α 0.76 α 0.628 α 0.64 α 0.76 α 0.628 α 0.64 α 0.76 α 0.628 α 0.64

Considerazioni energia che fluisce dall’esterno verso l’interno non subisce grosse variazioni legate alla posizione geografica sul territorio nazionale la riduzione di energia entrante ha un comportamento quasi proporzionale alla riduzione del coefficiente di assorbimento solare

Energia in ingresso giornaliera - Energia entrante (in un giorno) in una struttura isolata termicamente mediante assorbimento solare e per effetto dei valori di irraggiamento - Copertura laterocemento in data 10 Luglio Tipo di rivestimento Coefficiente di assorbanza solare Energia in ingresso giornaliera [kJ/m2 giorno] Tegole normali 0.75 1661 Formulation 1 0.628 1401 -16% Formulation 2 0.64 1375 -17% calcolo realizzato con TRNSYS

Carbon foot print dei tre formulati Life Cicle Assessment Kg CO2eq/ Kg prod Kg CO2eq/ m2 Reference 1.61 0.40 Formulation 1 1.76 0.44 Formulation 2 Carbon foot print dei tre formulati - Tutta l’energia in ingresso si trasforma in calore aumentando la T interna Energia in ingresso giornaliera risparmiata = energia impiegata per il condizionamento - Resa indicativa del prodotto 4 m2/Kg [kJ/m2 day] Δ [kJ/m2 day] Kg CO2eq/m2 day saving Payback (day) Reference 1661 Formulation 1 1401 260 0.043 10 Formulation 2 1375 286 0.048 9 1 MJ mix italiano = 0.169 kg CO2 eq. fonte: Ecoinvent 3

Conclusioni riduzione del coefficiente di assorbimento solare riduzione dell’energia entrante per metro quadro del 15% > riflettanza IR (TSR) 25% mantenimento dell’aspetto cromatico semplice intervento di ripristino contributo all’efficienza energetica