Analisi fluidodinamica di prototipi progettati per la ventilazione naturale di edifici

Natural ventilation in buildings represents a sustainable solution to ensure quality of internal air without the use of mechanical systems for air exchange. However, the effectiveness of Natural ventilation is highly dependent on climatic conditions, which makes it difficult to control and predict. In this thesis project, several prototypes were tested of vent for natural ventilation through computational fluid dynamic analysis using Autodesk CFD software. Starting from two nozzle models made by a company specialized in curtain wall elements, the behavior of the air flow was evaluated inlet and outlet and the volumetric flow rates within two contexts, a test room, which represents a generic interior environment and a multi-storey building, which comes closest to a real context. The results obtained led us to the definition of a prototype which represents an optimized solution of the vent model initially tested. This work of the thesis opens up different scenarios for the future: the validation via CFD of the model which also considers the influence of the internal and external temperature of the analyzed room, for an analysis that reproduces the as much as possible a real case of operation and the use of a shutter system that regulates the entrance of the air flow into the vent depending on the wind speed, measured for example, through an anemometer.

La ventilazione naturale negli edifici rappresenta una soluzione sostenibile per garantire la qualità dell'aria interna senza l'utilizzo di sistemi meccanici per il ricambio dell'aria. Tuttavia, l'efficacia della ventilazione naturale è fortemente dipendente dalle condizioni climatiche, il che la rende difficilmente controllabile e prevedibile. In questo progetto di tesi, sono stati testati diversi prototipi di bocchetta per la ventilazione naturale attraverso l’analisi fluidodinamica computazionale utilizzando il software Autodesk CFD. A partire da due modelli di bocchetta realizzati da un’azienda specializzata in elementi per facciate continue, è stato valutato il comportamento del flusso dell’aria in ingresso ed in uscita e le portate volumetriche all’interno di due contesti, una test room, che rappresenta un ambiente interno generico e un edificio multipiano, che si avvicina maggiormente ad un contesto reale. I risultati ottenuti ci hanno portato alla definizione di un prototipo che rappresenta una soluzione ottimizzata del modello di bocchetta inizialmente testato. Questo lavoro di tesi apre diversi scenari per il futuro: la validazione tramite CFD del modello che considera anche l’influenza della temperatura interna ed esterna al locale analizzato, per un’analisi che riproduca il più possibile un caso reale di esercizio e l’utilizzo di un sistema a serranda che regoli l’ingresso del flusso di aria nella bocchetta di ventilazione a seconda della velocità del vento, misurata ad esempio, attraverso un anemometro.