A Metamaterial Based Window: Acoustic and Ventilation Performances and Sustainability Assessment

Le finestre svolgono un ruolo chiave nell’isolamento acustico, nel ricambio d’aria, nell’illuminazione naturale e nelle prestazioni termiche. Tuttavia, la crescente tendenza ad utilizzare la ventilazione meccanica per il ricambio d’aria ed il condizionamento dell’ambiente interno aumenta il consumo energetico e limita l’apertura delle finestre. In questo contesto, l’integrazione di metamateriali acustici nelle finestre (Acoustic Metamaterial Window - AMW) rappresenta un’innovazione promettente, capace di migliorare l’attenuazione acustica anche a finestre aperte senza compromettere la ventilazione naturale. Questa tesi ha valutato le prestazioni acustiche, la ventilazione e l’impatto ambientale di una AMW attraverso analisi sperimentali, condotte nel laboratorio del DIN - Università di Bologna, secondo normative tecniche ISO ed EN. Inoltre, è stata eseguita una valutazione Life Cycle Assessment (LCA) tramite il software SimaPro. I risultati indicano che a finestre aperte l’AMW offre una migliore attenuazione acustica rispetto ai serramenti tradizionali, garantendo al contempo una ventilazione paragonabile a un’apertura vasistas. Il prototipo a scala reale ha ottenuto un Rw di 21 dB nella configurazione completamente aperta e 23 dB in quella parzialmente aperta. L’analisi LCA ha evidenziato un impatto energetico significativo: il prodotto presenta un GWP di 242 kg di CO2eq., con una riduzione minima (fino a 226 kg) integrando il 20% di PLA riciclato. Questi primi risultati sono di grande rilevanza per un’edilizia più sostenibile. Tuttavia, la mancanza di un metodo standardizzato per valutare i metamateriali complica l’analisi di sostenibilità. In futuro, la ricerca dovrà orientarsi ad ottimizzare il design e ridurre l'impatto in fase di produzione. Inoltre, occorrerà approfondire lo studio di durabilità delle unità metamateriali e testare il sistema in edifici reali per validare i risultati di laboratorio e valutarne l’effettiva applicabilità.