Caratterizzazione sperimentale della prestazione termica e acustica di un living wall

La realizzazione di facciate verdi è una pratica nota fin dall’antichità: piante rampicanti quali edera, vite, glicine e molte altre specie, venivano lasciate crescere sulle facciate, dove potevano espandersi fino a ricoprirle completamente. Si trattava di piante radicate nel terreno, che utilizzavano la superficie verticale degli edifici come sostegno per la loro crescita. Il concetto di verde verticale è stato poi rielaborato in anni più recenti (in particolare nell’ultimo decennio) mettendo a punto dei veri e propri sistemi tecnologici attraverso i quali rivestire gli edifici con una pelle verde. Tali apparati, che prendono il nome di living walls, sono dei sistemi modulari verticali realizzati con pannelli contenenti un substrato che ospita diverse specie di piante. I pannelli, precoltivati in vivaio, vengono montati come rivestimento sulle facciate opache attraverso un apposito telaio. L’inverdimento delle facciate ha assunto dunque dignità progettuale, configurandosi come elemento integrato con la facciata piuttosto che mera decorazione. È quindi una scelta effettuata a monte nella progettazione di un organismo edilizio, che necessita di uno studio tecnologico e compositivo specifico. La quasi totalità dei living walls realizzati, trova le sue ragioni in questioni che afferiscono alla sfera formale ed estetica della composizione architettonica, tuttavia limitarsi a considerare il verde verticale solo per l’aspetto compositivo sarebbe alquanto riduttivo. Numerosi studi effettuati soprattutto in questi ultimi anni hanno infatti evidenziato i benefici che un living wall può apportare, sia a scala di edificio che a scala urbana: miglioramento delle prestazioni dell’involucro (isolamento termico), ombreggiamento sulle facciate, controllo microclimatico, diminuzione dell’effetto isola di calore, miglioramento della qualità dell’aria, aumento della biodiversità, trasformazione del paesaggio urbano. Benché la ricerca sia in linea generale concorde sull’utilità del verde verticale e sui vantaggi che ne derivano a livello qualitativo, pochi sono gli studi che hanno cercato di concretizzarne i benefici esprimendone il carattere quantitativo. Un primo obbiettivo di questa ricerca è quindi quello di superare il concetto di verde verticale come elemento teso unicamente alla definizione formale della facciata, analizzandone gli aspetti fisico-tecnici attraverso un’analisi quantitativa delle proprietà termiche e acustiche. Rispetto a tali proprietà, infatti, la letteratura risulta essere piuttosto carente di dati numerici che possano essere utilizzati nel calcolo delle prestazioni dell’involucro. Dal punto di vista normativo i living walls in Italia trovano scarsa considerazione. Ad eccezione di un vago accenno nella Legge n.10 del 14/01/2013 “Norme per lo sviluppo degli spazi verdi urbani”, dove si invitano gli enti locali a promuovere l’incremento degli spazi verdi urbani anche tramite tecniche di inverdimento verticale delle pareti, non si trovano riferimenti a tale tecnologia né tanto meno alle questioni di natura fisico tecnica ad essi connesse, contrariamente a quanto invece accade per le coperture verdi. La conseguenza diretta di tale lacuna legislativa è l’assenza di indicazioni relative alle metodologie di calcolo per stimare le prestazioni termiche e acustiche del verde verticale. Tale questione si rivela particolarmente complessa in quanto, pur partendo dagli standard delle normative UNI EN ISO, non si può prescindere dal fatto che un living wall è un sistema complesso e multivariato in perenne mutamento: il verde, elemento vivo e dinamico, si sottrae alle regole di un’analisi prestazionale pensata e normalizzata per involucri tradizionali. Parametri quali massa, spessore, resistenza termica, densità, eccetera, variano a seconda delle stagioni, dello sviluppo della pianta, della quantità di substrato utilizzato, e di molteplici altri fattori. La metodologia di analisi e di calcolo delle prestazioni deve comunque essere corretta dal punto di vista scientifico, replicabile e attendibile nei risultati. Uno dei principali challenges di questa ricerca è stato, dunque, quello di stimare dei valori numerici atti a descrivere il comportamento termico e acustico di un living wall, a fronte di una difficoltà metodologica e metrologica. È stato quindi messo a punto un metodo di analisi e valutazione a partire da dati sperimentali, ottenuti attraverso monitoraggi in campo e misure di laboratorio. Nell’ottica di una progettazione integrata, che considera quale fattore imprescindibile la compartecipazione di tutte le discipline interessate (composizione, tecnologia, fisica tecnica, ecc.) alla definizione dell’involucro edilizio, questa ricerca ha un duplice obbiettivo: a partire dagli output delle misure sperimentali, fornire dati numerici che possano essere usati come riferimento dai progettisti al fine di stimare le reali prestazioni di un edificio che vede il living wall quale tecnologia di involucro; stabilire quali relazioni intercorrono tra i diversi parametri termici, acustici, agronomici e tecnologici al fine di poter ottimizzare il sistema. La ricerca è stata in parte sviluppata all’interno di un progetto Polight, “GRE_EN_S - GREen ENvelope System”, finanziato dal Polo Innovazione della Regione Piemonte; tale progetto è stato svolto in cooperazione con due dipartimenti del Politecnico di Torino, un dipartimento dell’Università di Torino e alcune aziende locali. L’analisi sperimentale ha riguardato il sistema tecnologico messo a punto all’interno del progetto GRE_EN_S, del quale sono state misurate le prestazioni termiche, acustiche, meccaniche e agronomiche. Tale scelta è dovuta alla necessità di circoscrivere la sperimentazione a una tecnologia specifica al fine di evitare generalizzazioni che, allo stato dell’arte attuale, potrebbero risultare fuorvianti e comporterebbero un grado di incertezza non accettabile ai fini di una corretta valutazione prestazionale. I moduli che costituiscono il sistema GRE_EN_S si compongono come segue: feltro esterno, substrato, feltro interno, geogriglia, substrato, geogriglia, feltro interno, feltro esterno; su questi ultimi due strati vengono effettuati sei tagli orizzontali per permettere l’alloggiamento delle piante. Il modulo, così composto, viene incluso all’interno di una cornice metallica che sarà a sua volta inserita in un sistema di montanti verticali e orizzontali fissati alla parete retrostante. La dimensione dei moduli è di 40x60 cm o 50x50 cm. Al fine di ampliare l’indagine sperimentale, valutare i contributi dei singoli componenti in termini di prestazioni e raccogliere elementi utili all’ottimizzazione del sistema, durante i monitoraggi sono stati variati alcuni elementi: le specie di piante, la composizione del substrato, il materiale dei feltri. Una volta definito il sistema tecnologico su cui effettuare le misure, il lavoro si è articolato in varie fasi. Una prima campagna di monitoraggi termici è stata condotta su un dimostratore realizzato presso il Politecnico di Torino e ha permesso di evidenziare le principali potenzialità e criticità del living wall in regime dinamico, a fronte delle variazioni nictemerali e stagionali, oltre che di mettere a punto la metodologia di misura e analisi dei dati. Sono quindi stati raccolti dati relativi a temperature e flussi termici e solari, da cui è stato possibile calcolare resistenze termiche, conduttanze ed energie giornaliere. Una campagna di monitoraggio analoga è stata in seguito condotta su un modello insediativo a scala reale realizzato presso il centro di ricerca “Environment Park”. I dati ottenuti sono stati quindi confrontati con un modello insediativo equivalente ma con un rivestimento tradizionale. La caratterizzazione energetica è consistita nella valutazione dell’influenza del living wall sull’isolamento termico e sul controllo delle temperature superficiali esterne, nonché sullo scambio convettivo con l’ambiente esterno. Il living wall è stato caratterizzato dal punto di vista acustico innanzitutto mediante la misura del coefficiente di assorbimento. Data la complessità del sistema, è stato necessario mettere a punto una metodologia di indagine rigorosa e che, al contempo, permettesse tempi di misura e costi contenuti; una campagna di misure preliminari effettuate in tubo di Kundt e confrontate con la misura, stante il medesimo misurando, in camera riverberante, ha permesso di validare la correttezza metrologica della metodologia utilizzata. Le misure sono state effettuate presso l’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica. È stata inoltre valutata la prestazione fonoisolante di una parete tipo rivestita con un living wall confrontandola con una parete analoga rivestita in legno: tale misura è stata condotta sui modelli insediativi a scala reale utilizzando sia il metodo intensimetrico che il metodo tradizionale. La caratterizzazione meccanica è stata condotta relativamente ai supporti tecnologici mediante prove di resistenza meccanica a trazione e di permeabilità intrinseca. È stata inoltre svolta una valutazione agronomica al fine di determinare il comportamento di specie diverse e la capacità di accrescimento all’interno del sistema analizzato. I risultati ottenuti con questo lavoro di ricerca hanno evidenziato l’elevato potenziale del living wall. Dal punto di vista energetico si può affermare che in condizioni invernali il sistema è in grado di ridurre la trasmissione di energia, mentre in condizioni estive se ne evidenzia l’efficacia nel ridurre le temperature superficiali esterne. Un ruolo importante è svolto dall’intercapedine che si viene a creare tra i pannelli vegetati e la parete retrostante, all’interno della quale si inserisce il telaio strutturale del living wall. Questa intercapedine durante la stagione invernale funziona come strato isolante, aumentando la resistenza termica totale dell’involucro. È tuttavia necessario evitare di avere un analogo effetto durante la stagione estiva, assicurando la microventilazione dell’intercapedine. Il pannello vegetato ha inoltre effetto sulle resistenze liminari: la presenza delle foglie riduce la velocità del vento con una conseguente diminuzione dello scambio convettivo tra la parete stessa e l’ambiente esterno. Dal punto di vista acustico le misure effettuate hanno evidenziato un’ottima prestazione in termini di assorbimento, dovuta principalmente alla presenza del substrato, che si comporta come adattatore di impedenza tra il mezzo esterno (l’aria) e il sistema stesso. La miscela utilizzata per il substrato è caratterizzata da un’elevata capacità di ritenzione idrica, necessaria alla sopravvivenza delle piante; quando l’irrigazione bagna la miscela la presenza di acqua aumenta in modo considerevole la densità totale e, contemporaneamente, occlude un’elevata percentuale di porosità aperta, determinando una perdita di prestazione acustica. La caratterizzazione delle proprietà meccaniche, effettuata su alcune tipologie di supporti, ha permesso di ottenere dati utili per valutazioni comparative in termini di tenuta al carico, da cui dipende la deformazione della tasca contenente la pianta, di permeabilità e di conduttività idraulica, parametri fondamentali in relazione agli aspetti agronomici. In conclusione, mettendo in relazione i risultati ottenuti al fine di ottimizzare l’intero sistema living wall, si evince l’importanza di un approccio multidisciplinare fin dalle prime fasi della progettazione dell’involucro. Il ruolo della componente vegetale sembra apportare i maggiori benefici a livello energetico, mentre a livello acustico la discriminante è data piuttosto dalla presenza del substrato. La necessità di irrigazione, se da un lato concorre al raffrescamento della parete durante la stagione estiva, ha effetti negativi sulla performance energetica invernale (riduce la resistenza termica dei moduli) e sulla rilavante soprattutto in relazione al loro fabbisogno idrico. La performance di un involucro con il living wall può essere rapportata, oltre che alla scala dell’edificio, anche a scala urbana, dove tale tecnologia può contribuire a mitigare l’effetto isola di calore nonché ad attenuare significativamente gli effetti di riverberazione del rumore da traffico sulle facciate degli edifici (effetto canyon)

The role of grade of injury in non-operative management of blunt hepatic and splenic trauma. Case series from a multicenter experience

This retrospective study shows the results of a 2 years application of a clinical pathway concerning the indications to NOM based on the patient's hemodynamic answer instead of on the injury grade of the lesions.We conducted a retrospective study applied on a patient's cohort, admitted in "Azienda Ospedaliero-Universitaria Ospedali Riuniti of Ancona" and in the Digestive and Emergency Surgery Department of the Santa Maria of Terni hospital between September 2015 and December 2017, all affected by blunt abdominal trauma, involving liver, spleen or both of them managed conservatively. Patients were divided into 3 main groups according to their hemodynamic response to a fluid administration: stable (group A), transient responder (group B) and unstable (group C). Management of patients was performed according to specific institutional pathway, and only patients from category A and B were treated conservatively regardless of the injury grade of lesions.From October 2015 to December 2017, a total amount of 111 trauma patients were treated with NOM. Each patient underwent CT scan at his admission. No contrast pooling was found in 50 pts. (45.04%). Contrast pooling was found in 61 patients (54.95%). The NOM overall outcome resulted in success in 107 patients (96.4%). NOM was successful in 100% of cases of liver trauma patients and was successful in 94.7% of splenic trauma patients (72/76). NOM failure occurred in 4 patients (5.3%) treated for spleen injuries. All these patients received splenectomy: in 1 case to treat pseudoaneurysm, (AAST, American Association for the Surgery of Trauma, grade of injury II), in 2 cases because of re-bleeding (AAST grade of injury IV) and in the remaining case was necessary to stop monitoring spleen because the patient should undergo to orthopedic procedure to treat pelvis fracture (AAST grade of injury II).Non-operative management for blunt hepatic and splenic lesions in stable or stabilizable patients seems to be the choice of treatment regardless of the grade of lesions according to the AAST Organ Injury Scale

The use of renal biopsy in the kidney tumor management: A retrospective analysis of consecutive cases in a referral center

Introduction: Ultrasound-guided renal masses biopsy (RMB) is a useful and underestimated tool to evaluate suspected renal tumors. This study aimed to assess the safety and feasibility of this technique. Materials and Methods: Data of 80 patients with suspected primary or secondary kidney tumors who underwent RMB between January 2012 and December 2020 were included in this retrospective study. Twelve patients were excluded due to incomplete data. Biopsy outcomes were collected through our electronic medical records system and then compared with definitive pathology. Results: RMB was performed in 68 cases. Pathological examination reported 43 (63%) malignant cases, while RMB was negative in 15 (22%) samples. On the other hand, a benign lesion was present in 8 (12%) cases, and 2 (3%) biopsies were non diagnostic. One major and one minor post-procedure complication were reported among the patients. A total of 31 patients underwent renal surgery including 19 partial and 12 radical nephrectomies. Out of them, 4 patients had a negative biopsy, but radiological imaging strongly suggested malignancy. The concordance between biopsy and definitive pathology occurred in 22 out of 31 (71%) cases, with a higher rate among the masses greater than 4 cm, 9/11 (82%) compared to smaller ones 13/20 (65%). Pathologic examination of the 4 cases with negative biopsy showed 3 renal cell and a translocation renal cell carcinoma. Conclusions: Ultrasound-guided biopsy for renal masses is a safe and effective procedure. Its ability to identify malignancy is evident, especially for primary renal tumors. However, low concordance between biopsy and definitive pathology in cases with negative biopsies, especially for tumors < 4 cm, does not reliably guarantee the absence of tumor and, therefore, strict follow-up or repeat biopsy may be indicated

Optimization of PEGDA Hydrogel Platform for Gel Electrophoresis Application

We have developed a micrometer scale thick electrophoresis system based on polyethylene glycol dimethylacrylate (PEGDA, Mn = 750) to separate nucleic acids. Using photo-polymerization, we fabricated PEGDA hydrogel attached to cover glass that is robust, easily handled and comparable to agarose gels in DNA band detection. Optimization parameters including PEGDA concentration, UV exposure time, voltage, run-time and hydrogel thickness were determined and optimized for PEGDA-750 to enable the separation of standard DNA ladder bands ranging from 250 to 1000 base pairs. Our optimized method for creating PEGDA hydrogels is capable of performing DNA electrophoresis and holds promise for being further developed as a platform for detecting specific ranges of nucleic acids. This study enhanced parameters surrounding DNA band separation and brightness, and refined fabrication methods. PEDGA hydrogels hold potential to be a highly customizable alternative to agarose gels because of their distinct photo- polymerization fabrication method and attachment to cover glass.Biomedical Engineering, Department o

Single-Session Computer-Delivered Intervention for Parental Accommodation and Overcontrolling Behaviors: A Pilot Study

Background: Despite repeated calls regarding the need to target parental accommodation and overcontrol in child anxiety treatment, brief protocols specifically targeting these behaviors in parents of clinically anxious youth are nonexistent. The present investigation piloted and refined a theoretically informed and brief internet-delivered single-session intervention (SSI) specifically aimed at reducing parental accommodation and overcontrolling behaviors (i.e., Helping with Anxiety Program for Parents of Youth [HAPPY]). Method: A total of 12 socioeconomically and racially diverse mothers of clinically anxious children (Mage =10.08 years, SD = 1.74, range = 7–14 years) were recruited in two phases. In Phase One, three online focus groups with two mothers each (n = 6) received the intervention and provided qualitative and quantitative feedback on the feasibility and acceptability of the HAPPY program. Parental feedback from the focus groups was used to revise the HAPPY program. In Phase Two, the revised HAPPY program was administered online to six new mothers to examine the program’s acceptability and scientific promise for increasing psychoeducational knowledge regarding anxiety, parental accommodation, and overcontrolling behaviors. Results: In Phase One, all mothers rated the intervention highly in terms of relevance, acceptability, and feasibility, and endorsed recommending the program to another parent. The HAPPY Program was revised and re-administered at Phase Two, where it was again rated very favorably by mothers. Mothers who completed the revised HAPPY program demonstrated increased knowledge of parental accommodation and child anxiety from pre- to post-intervention, particularly in the areas of accommodation at bedtime and planned ignoring. Conclusion: The HAPPY Program was found to be feasible and well-received by mothers in this uncontrolled pilot trial. Increased parental knowledge of the role of accommodation and overcontrol in child anxiety was observed following the intervention. Qualitative data indicated that mothers benefited from the unique online format as well as the content, such as normalizing feelings of guilt when encouraging children to face fears. The HAPPY Program provides a novel, accessible, and time-efficient option for targeting problematic parenting behaviors among mothers of anxious children. Future work should evaluate efficacy of the HAPPY Program in a randomized control trial

Vertical Greening Systems and Urban Heat Island related aspects: outcomes of a research project

Vegetation in architecture can be assumed as a proper design strategy aimed at improving climate in cities and towns. Vertical Greening Systems (VGSs) and green roof are both building systems introduced extensively in recent times in architecture design. The interest about such systems is remarkable and it is often due to both their physics and environmental performances. A variety of ecological benefits can be ascribed to VGSs, i.e. heat island effect mitigation, noise abatement, heating and cooling energy demand reduction, absorption of particulate matters as well as of VOC, enhancement of biodiversity. Furthermore a noteworthy contribution is given towards those aspects related to extreme weather events affecting nowadays European cities, such as heat-waves and urban flooding. Within an industrial research project, focused on the design, manufacture and performance assessment of a VGS, a number of environmental issues were tackled in. The study was aimed, on one hand, identifying a methodology to select materials to be used in the module assembly and, on the other hand, at testing its performance during actual operating use. In this paper results are presented concerning the aspects related to UHI at the mere building envelope scale, as the assessment of the CO2 equivalent emissions due to manufacturing processes, the analysis of VGS thermal behavior and of its potential in reducing the wall external surface temperatures. These experimental results will constitute the starting point for a research activity aimed at evaluating, through the use of simulation tools, the UHI mitigation at building and urban scal

Vertical Greening Systems and Urban Heat Island related aspects: outcomes of a research project

Vegetation in architecture can be assumed as a proper design strategy aimed at improving climate in cities and towns. Vertical Greening Systems (VGSs) and green roof are both building systems introduced extensively in recent times in architecture design. The interest about such systems is remarkable and it is often due to both their physics and environmental performances. A variety of ecological benefits can be ascribed to VGSs, i.e. heat island effect mitigation, noise abatement, heating and cooling energy demand reduction, absorption of particulate matters as well as of VOC, enhancement of biodiversity. Furthermore a noteworthy contribution is given towards those aspects related to extreme weather events affecting nowadays European cities, such as heat-waves and urban flooding. Within an industrial research project, focused on the design, manufacture and performance assessment of a VGS, a number of environmental issues were tackled in. The study was aimed, on one hand, identifying a methodology to select materials to be used in the module assembly and, on the other hand, at testing its performance during actual operating use. In this paper results are presented concerning the aspects related to UHI at the mere building envelope scale, as the assessment of the CO2 equivalent emissions due to manufacturing processes, the analysis of VGS thermal behavior and of its potential in reducing the wall external surface temperatures. These experimental results will constitute the starting point for a research activity aimed at evaluating, through the use of simulation tools, the UHI mitigation at building and urban scal

Acoustic performance of a Green Modular System

Green modular systems (GMS) are modular vertical systems made by panels containing a vegetated substratum hosting different plant species, which can be mounted on a opaque façade, as a cladding ventilated skin wall system. This technology is more and more widely adopted by designers. In literature there are some studies on the thermal behavior of these systems, but few quantitative data are available. Moreover significant and in-depth researches on the acoustic behavior of GMS are still not present. Within a research project a consistent analysis on the thermal performance of a GMS , with different substratum and three different plants (Lonicera, Bergenia and Heuchera), have been carried out and some acoustic measurements have been done. This work is focused on the experimental analysis concerning the acoustic behavior. In particular to evaluate the sound absorption coefficient of the GMS, the measurements were carried out in a reverberation chamber, on a surface of 12 m2 (according to EN ISO 354 Standard) on both the panel with vegetation and the panel with the bare substrate. The obtained spectra, in both cases, demonstrate that the GMS is highly performing, in terms of sound absorptio