" PROGETTAZIONE DI UNA FACCIATA ADATTIVA: ANALISI PRESTAZIONALE ENERGETICA E SVILUPPO DI UN SISTEMA DI SCHERMATURA A COMPORTAMENTO ATTIVO."

Energy efficiency in buildings is a key priority in the context of sustainable design. This thesis explores the use of dynamic solar shading systems based on Shape Memory Alloys (SMA), focusing on the application of Nitinol springs for the active control of wooden slats' tilt. The activation of the springs through the Joule effect gives the system an active nature, allowing for automated and precise tilt adjustments with energy consumption limited solely to the activation process. The work is divided into three main phases: a study of the state of the art on advanced facade technologies and the use of smart materials; the design of a dynamic shading system based on Nitinol springs; and finally, the energy performance analysis through simulations conducted with Design Builder. The simulations were performed across various scenarios, comparing seasonal dynamic shading with both seasonal and annual fixed shading. The results demonstrate how the integration of SMA in solar shading systems leads to a significant reduction in energy consumption, improving the building’s thermal balance. Active actuation using Nitinol proved effective in ensuring flexible and reliable control of the shading system. The comparison of scenarios highlights the superiority of dynamic shading over fixed systems in terms of energy efficiency and indoor comfort. In conclusion, dynamic solar shading systems activated by Nitinol springs offer an advanced solution for high-performance energy-efficient buildings, optimizing indoor climate management and significantly reducing overall energy consumption.

L'efficienza energetica negli edifici rappresenta una priorità fondamentale nel contesto della progettazione sostenibile. Questa tesi esplora l'uso di schermature solari dinamiche, basate su leghe a memoria di forma (Shape Memory Alloys - SMA), focalizzandosi sull'impiego di molle in Nitinol per il controllo attivo dell'inclinazione delle lamelle in legno. L'attivazione delle molle tramite effetto Joule conferisce al sistema un carattere attivo, permettendo una variazione automatizzata e precisa dell'inclinazione, con un consumo energetico limitato esclusivamente al processo di attivazione. Il lavoro si articola in tre fasi principali: lo studio dello stato dell'arte relativo alle tecnologie avanzate di facciata e all'uso di materiali intelligenti; la progettazione di un sistema di schermatura dinamica basato su molle in Nitinol; e infine, l'analisi delle prestazioni energetiche mediante simulazioni condotte con Design Builder. Le simulazioni sono state eseguite in diversi scenari, confrontando schermature dinamiche stagionali con schermature fisse stagionali e annuali. I risultati dimostrano come l'integrazione delle SMA nelle schermature solari consenta una riduzione significativa dei consumi energetici, migliorando il bilancio termico dell'edificio. L'attuazione attiva tramite Nitinol si è dimostrata efficace nel garantire un controllo flessibile e affidabile della schermatura. Il confronto tra scenari evidenzia la superiorità delle schermature dinamiche rispetto a quelle fisse in termini di efficienza energetica e comfort interno. In conclusione, le schermature solari dinamiche attivate dalle molle in Nitinol offrono una soluzione avanzata per edifici ad alte prestazioni energetiche, ottimizzando la gestione del clima interno e riducendo significativamente i consumi energetici complessivi.