Tetti verdi: Analisi sperimentale e Modellazione numerica
Green roofs: Experimental analysis and Numerical modelling
Creators: name: Cipolla, Sara Simona <1983>
Publisher: name: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Year: 2015
Subjects: ICAR/02 Costruzioni idrauliche e marittime e idrologia

description: I tetti verdi rappresentano, sempre più frequentemente, una tecnologia idonea alla mitigazione alle problematiche connesse all’ urbanizzazione, tuttavia la conoscenza delle prestazioni dei GR estensivi in clima sub-Mediterraneo è ancora limitata. La presente ricerca è supportata da 15 mesi di analisi sperimentali su due GR situati presso la Scuola di Ingegneria di Bologna. Inizialmente vengono comparate, tra loro e rispetto a una superficie di riferimento (RR), le prestazioni idrologiche ed energetiche dei due GR, caratterizzati da vegetazione a Sedum (SR) e a erbe native perenni (NR). Entrambi riducono i volumi defluiti e le temperature superficiali. Il NR si dimostra migliore del SR sia in campo idrologico che termico, la fisiologia della vegetazione del NR determina l'apertura diurna degli stomi e conseguentemente una maggiore evapotraspirazione (ET). Successivamente si sono studiate la variazioni giornaliere di umidità nel substrato del SR riscontrando che la loro ampiezza è influenzata dalla temperatura, dall’umidità iniziale e dalla fase vegetativa. Queste sono state simulate mediante un modello idrologico basato sull'equazione di bilancio idrico e su due modelli convenzionali per la stima della ET potenziale combinati con una funzione di estrazione dell’ umidità dal suolo. Sono stati proposti dei coefficienti di correzione, ottenuti per calibrazione, per considerare le differenze tra la coltura di riferimento e le colture nei GR durante le fasi di crescita. Infine, con l’ausilio di un modello implementato in SWMM 5.1. 007 utilizzando il modulo Low Impact Development (LID) durante simulazioni in continuo (12 mesi) si sono valutate le prestazioni in termini di ritenzione dei plot SR e RR. Il modello, calibrato e validato, mostra di essere in grado di riprodurre in modo soddisfacente i volumi defluiti dai due plot. Il modello, a seguito di una dettagliata calibrazione, potrebbe supportare Ingegneri e Amministrazioni nella valutazioni dei vantaggi derivanti dall'utilizzo dei GR.
description: Green roofs (GRs) are an increasingly popular method for mitigating the negative environmental impacts of urbanization, however literature still shows a limited knowledge on the behavior of extensive GR under sub-Mediterranean climate. This experimental study is supported by 15 months of field monitoring activity within two large GRs located on the engineering laboratories of the University of Bologna, Italy. Firstly native perennial herbs mix (NR) and succulent Sedum mix (SR) plots were compared to each other and with a bare-bituminous membrane control plot (RR) to evaluate their hydrological behaviour and  diurnal cooling effects. Both the GRs are able to reduce the runoff and the surface temperature, moreover the native mix seems to achieve a better cooling service and a higher retention capacity due to his transpiration physiology which determines greater daily evapotranspiration (ET) losses. Secondly the study investigates how the moisture content in the Sedum green roof varies during dry periods due to ET. Daily moisture loss rates were influenced by temperature, initial moisture content and vegetation growth stages. Subsequently it is demonstrated that the observed moisture content data can be accurately simulated using an hydrologic model based on water balance and two conventional Potential ET models (Hargreaves and Penman-Monteith) combined with a soil moisture function. Specific monthly correction factors have been proposed to account for differences between GR and standard reference crops during the growth stages. Finally, the retention performances of SR and RR plots were simulated continuously (12 months) using the Stormwater Management Model (SWMM) with Low Impact Development (LID) controls module (version 5.1.007). The model, calibrated and validated with the experimental data, shows satisfactory results in terms of annual simulated runoff volume. It can be, after a proper calibration, a valid tool to support engineers and administrators to evaluate the benefits deriving from the use of GRs.