ITUB20152660A1

ITUB20152660A1 - Active thermal and acoustic insulation method for buildings and buildings constructed in this way

Info

Publication number: ITUB20152660A1
Application number: ITUB2015A002660A
Authority: IT
Inventors: Enrico Rosasco
Original assignee: Rosasco Dr Enrico Via Aurelio Robino 105/12 16142 Genova
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2017-01-30

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale dal titolo “Metodo di isolamento termico ed acustico di tipo attivo per edifici, ed edifici cosi realizzati" DESCRIPTION of the patent for industrial invention entitled "Method of thermal and acoustic insulation of the active type for buildings, and buildings thus made"

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente invenzione ha per oggetto un metodo di isolamento termico ed acustico di tipo attivo e dinamico per edifici, nonché gli edifici realizzati con tale metodo. La tecnica attuale di isolamento termico degli edifici è tipicamente di tipo passivo in quanto prevede di inserire nelle superfici di calpestio ed in quelle di tamponamento laterale e superiore dell'edificio a tetto, dei materiali di isolamento termico ed acustico, prede-finiti nelle loro caratteristiche dimensionali e fisiche, che evitino il più possibile dispersioni di calore verso l'esterno e che nello stesso tempo impediscano al caldo, al freddo ed ai rumori di entrare nei vani degli edifici. Secondo la presente invenzione, si descrive un sistema di isolamento termico e acustico dinamico per edifici a grande o a piccola scala, caratterizzato da due mantelli avvolgenti, mai a contatto l'uno con l'altro, opportunamente distanziati sia parallelamente (nel caso di pareti piane dell'edificio) sia attraverso uno slittamento regolato con un parametro numerico “offset” (nel caso di pareti curve regolari e/o irregolari) sia in forma variabile e libera sia in forma mobile sia con un aumento o una diminuzione del distacco, differenziato anche da punto a punto, tra i due mantelli (ME, MI) o una modifica del posizionamento di un mantello rispetto ad un altro, comprendenti in ogni caso un volume unico, chiuso ermeticamente. I due mantelli e il volume unico inglobato, costituiscono l'intero sistema pareti, costituito sia da tutte le pareti perimetrali e interne sia dai tetti sia dai pavimenti sia dalle fondamenta dell'edificio, e delimitano l'intero spazio abitato per i possibili scopi in tutte le sue forme, e tutte le pareti di grande o piccolo spessore comunque poste sia all'interno dell’abitazione a guisa di divisorio dei vari spazi sia poste negli spazi esterni a guisa di divisorio degli spazi esterni. The present invention relates to an active and dynamic type of thermal and acoustic insulation method for buildings, as well as buildings constructed with this method. The current technique of thermal insulation of buildings is typically of the passive type as it provides for the insertion of thermal and acoustic insulation materials, pre-defined in their characteristics, in the walking surfaces and in the lateral and upper infill surfaces of the roof of the building. dimensional and physical, which avoid as much as possible heat dispersion to the outside and at the same time prevent heat, cold and noise from entering the rooms of the buildings. According to the present invention, a dynamic thermal and acoustic insulation system for large or small-scale buildings is described, characterized by two enveloping mantles, never in contact with each other, suitably spaced both parallel (in the case of flat walls of the building) either through a slip adjusted with an "offset" numerical parameter (in the case of regular and / or irregular curved walls) both in variable and free form both in mobile form and with an increase or decrease in detachment, also differentiated from point to point, between the two mantles (ME, MI) or a modification of the positioning of one mantle with respect to another, comprising in each case a single, hermetically sealed volume. The two mantles and the single incorporated volume constitute the entire wall system, consisting of all the perimeter and internal walls, both the roofs, the floors and the foundations of the building, and delimit the entire inhabited space for possible purposes in all its shapes, and all the walls of large or small thickness in any case placed both inside the house as a divider of the various spaces and placed in the external spaces as a divider for the external spaces.

Il volume racchiuso da tutte le pareti, rese comunicanti attraverso una loro continuità geometrica, è reso unico e non diviso, per ogni edificio o per complessi di edifici se posti a contatto fra di loro. I due mantelli possono essere realizzati in diversi materiali a diverso spessore e nell'ambito dello stesso mantello possono essere utilizzati materiali differenti a diverso spessore e diversa forma, ovviamente il vantaggio è di usare materiali adeguati scelti in base alle condizioni climatiche o particolari dell'edificio o tipo ad esempio realizzare i mantelli nella loro globalità o in parte, entrambi o uno soltanto, in un materiale trasparente incentivando l’effetto serra con la conseguenza di aumentare la temperatura del fluido all’interno del volume. Il volume racchiuso, che ingloba un fluido (aria, gas, ecc), può essere completamente aperto (cioè non ripartito) oppure può essere ripartito nel numero più opportuno sia longitudinalmente, creando delle "suddivisioni", sia trasversalmente, creando dei "livelli", attraverso paratie o canalizzazioni, di diversi materiali, fisse o mobili nei due sensi modificando sia la posizione sia la geometria quindi la forma e il volume con la funzione di convogliatori di flusso creando canali in forma costruttiva sia solidale in un tutt’uno con il mantello (come fasce di canali raggruppati) Fig. 17 sia totalmente autonoma anche nei materiali dal mantello, resi ermetici o no rispetto al volume (VO), che possono essere posti sia orizzontalmente, che verticalmente che radialmente, che obliquamente all'edificio, anche in modo diverso per ogni livello, in dimensioni variegate, variabili e mobili e nel numero, sia per suddivisione sia per livello. Le canalizzazioni sopradescritte possono essere anche ad intreccio secondo le più svariate modalità, non mantenendole nel loro andamento di percorso sempre sullo stesso livello ma creando dei salti con alternanze dettate dal progetto per esigenze e opportunità. Questo processo sopra descritto ha l'obiettivo di raccogliere, captando attraverso i mantelli, tutte le diversificazioni di temperatura presenti in ogni punto dell'intero sistema pareti dell'intero edificio o edifici, ponendole a contatto attraverso un moto convettivo, naturale o incentivato da ventole del fluido presente nel volume reso unico con la presenza o meno dei convogliatori di flusso in più suddivisioni o livelli. Le differenze di temperatura presenti nei vari punti dei due mantelli possono essere generate in tanti modi, in base al soleggiamento mentre nelle pareti poste totalmente all'interno causa riscaldamento autonomo interno all'edificio o anche sola presenza umana, magari diversificato per i vari locali dello spazio abitato; nelle pareti poste volutamente a con recipienti di acqua (T) quali accumulatori di calore o raffresca mento. Ovviamente nella ricerca del miglior equilibrio termico, a cui tenderà l'intero sistema pareti onde assolvere al meglio alla sua funzione di isolamento termico, sarà determinante una attenta progettazione, alla luce di futuri dati sperimentali, che potrà proporre anche nuovi modelli di edifici rivedendo il concetto di spazio abitato. Naturalmente questo processo può essere applicato in forma fissa costruttivamente, lasciando la sola azione naturale magari anche con l'impiego di materiali poco costosi, quindi con bassi risultati, ma probabilmente significativi se la progettazione è attenta o con l'impiego di sistemi motorizzati che mettono in mobilità il tutto gestito da computers, software e sensori e materiali più adeguati e probabilmente fornendo risultati più interessanti. Il processo può essere applicato anche ad interventi edilizi di ristrutturazione di edifici esistenti; a differenza delle nuove costruzioni, ove l'intero sistema pareti è interessato da questo processo, negli interventi sull'esistente sarà applicato parzialmente, ma sempre attraverso una attenta progettazione potrà dare i suoi risultati. Le finestre e le porte di accesso all'interno dell'edificio possono essere realizzate normalmente creando una piccola discontinuità e non impedendo in nessun modo i movimenti convettivi del fluido oppure creando degli opportuni serramenti, posizionati da un attento progetto, costituiti da un doppio mantello, così come è costruito l'intero sistema pareti, naturalmente i mantelli dei serramenti saranno realizzati in materiale trasparente quale vetro o materie plastiche. T ra le pareti delle canalizzazioni poste a contatto tra loro, particolarmente per quelle poste su livelli differenti ed in specifiche posizioni quali in presenza di restringimenti di sezione, saranno posti degli ugelli c/o valvole azionate a pressione naturale o mobili con lo scopo di mettere in contatto il fluido presente nel canale con il fluido di un altro canale; la migrazione del fluido può anche essere nei due sensi. La diversità di velocità generata dal moto convettivo all'interno dei canali, qualora presente specialmente se essi canali posizionati nei diversi livelli attraverso il processo sopra ora espresso, dovrebbe generare l'effetto Venturi naturalmente creando il vuoto o almeno parzialmente, ad esempio nei canali posizionati al livello a confine con l'interno dell'edificio, ciò facendo sì che l'intero processo assolva meglio alla sua funzione di isolamento termico ad implementazione dell'obiettivo sopra espresso. Il vuoto è il migliore isolante termico e acustico e, qualora in particolari condizioni non si riuscisse a innescare un proficuo effetto Venturi, si potrà ricorrere a mezzi di aspirazione meccanica quali elettropompe o addirittura l'aspirapolvere di casa agendo sul singolo canale o su tutti contemporaneamente avendoli collegati in serie. Il fatto di avere attraverso l'intero processo un volume di fluido unico ad avvolgimento globale dell'intero edificio permette di realizzare il vuoto molto facilmente se non naturalmente con il sistema canali o con una semplice azione meccanica applicata su l'intero volume o su un livello di canali altrettanto efficace. In taluni casi di particolari condizioni climatiche estreme, quali posizioni dell'edificio ove il vento è molto forte ed in forma continua e di intensità costante, può essere posto un livello di canali dedicato, oltre agli altri livelli di canali sopra descritti, direttamente a contatto con l'esterno ponendo in questo caso gli ugelli / valvole, azionate a pressione naturale o mobili, nella parete dei canali a confine con l'esterno ove lambisce il vento. In questo caso si può generare l'effetto Venturi sul livello di canali posto all'esterno dell'edificio sopra enunciato attraverso l'ausilio della velocità del vento che crea una depressione quindi una aspirazione dell'aria verso l'esterno generando il vuoto nei canali posti sul livello esterno e creandosi il vuoto. Mentre attraverso l'utilizzo di distanziatori a dissipazione di energia tipo a molla o viscosi o isteretici tra i due mantelli (ME, MI) dato che strutturalmente funzionano come due gusci (fig. 15) posti uno dentro l'altro (DE); l'azione sismica oscillatoria presente nel mantello (ME) trasmessa dal terreno viene riportata al mantello (MI) in forma smorzata rendendo il metodo adeguato alla sua applicazione in zone sismiche. Inoltre il metodo può sviluppare applicazioni nella produzione di energia elettrica quale per esempio sfruttando il moto convettivo dell'aria (fig. 16) attraverso delle micro turbine (TU) generatrici di energia elettrica. The volume enclosed by all the walls, made communicating through their geometric continuity, is made unique and not divided, for each building or for complexes of buildings if placed in contact with each other. The two mantles can be made of different materials with different thickness and within the same mantle different materials with different thickness and different shape can be used, obviously the advantage is to use suitable materials chosen according to the climatic or particular conditions of the building or such as, for example, making the mantles in their entirety or in part, both or only one, in a transparent material, encouraging the greenhouse effect with the consequence of increasing the temperature of the fluid inside the volume. The enclosed volume, which incorporates a fluid (air, gas, etc.), can be completely open (ie not divided) or it can be divided in the most appropriate number both longitudinally, creating "subdivisions", and transversely, creating "levels" , through bulkheads or ducts, of different materials, fixed or mobile in both directions, modifying both the position and the geometry, therefore the shape and the volume with the function of flow conveyors, creating channels in a constructive form that is integral in one with the mantle (as bands of grouped channels) Fig. 17 is totally autonomous also in the materials from the mantle, hermetic or not with respect to the volume (VO), which can be placed both horizontally, vertically and radially, or obliquely to the building, even in a different way for each level, in variegated, variable and mobile dimensions and in number, both by subdivision and by level. The ducts described above can also be intertwined according to the most varied methods, not keeping them in their course always on the same level but creating jumps with alternations dictated by the project for needs and opportunities. This process described above aims to collect, by capturing through the mantles, all the temperature diversifications present in every point of the entire wall system of the entire building or buildings, placing them in contact through a convective motion, natural or stimulated by fans. of the fluid present in the volume made unique with the presence or absence of the flow conveyors in several subdivisions or levels. The temperature differences present in the various points of the two mantles can be generated in many ways, based on the amount of sunshine, while in the walls placed totally inside it causes autonomous heating inside the building or even just human presence, perhaps diversified for the various rooms of the inhabited space; in the walls deliberately placed with water containers (T) such as heat accumulators or cooling. Obviously, in the search for the best thermal equilibrium, to which the entire wall system will tend in order to best perform its thermal insulation function, a careful design will be decisive, in the light of future experimental data, which will also be able to propose new building models by reviewing the concept of inhabited space. Naturally, this process can be applied in a constructive fixed form, leaving only the natural action, perhaps even with the use of inexpensive materials, therefore with low results, but probably significant if the design is careful or with the use of motorized systems that put in mobility all managed by computers, software and sensors and more adequate materials and probably providing more interesting results. The process can also be applied to building renovations of existing buildings; unlike new buildings, where the entire wall system is affected by this process, it will be partially applied in the interventions on the existing one, but always through a careful planning it will be able to give its results. The windows and access doors inside the building can normally be made by creating a small discontinuity and in no way preventing the convective movements of the fluid or by creating appropriate windows, positioned by a careful project, consisting of a double mantle, as the entire wall system is constructed, naturally the door and window frames will be made of transparent material such as glass or plastic materials. Between the walls of the ducts placed in contact with each other, particularly for those placed on different levels and in specific positions such as in the presence of section narrowing, nozzles and / or valves operated at natural pressure or mobile will be placed in order to in contact the fluid present in the channel with the fluid of another channel; fluid migration can also be in both directions. The difference in speed generated by the convective motion inside the channels, if present especially if they can be positioned in the different levels through the process described above, should generate the Venturi effect naturally creating the vacuum or at least partially, for example in the positioned channels. at the level bordering the interior of the building, thus making the whole process better perform its function of thermal insulation in implementation of the objective expressed above. The vacuum is the best thermal and acoustic insulator and, if in particular conditions it is not possible to trigger a profitable Venturi effect, it is possible to resort to mechanical suction means such as electric pumps or even the home vacuum cleaner by acting on the single channel or on all of them at the same time. having connected them in series. The fact of having through the entire process a single volume of fluid with global winding of the entire building allows to realize the vacuum very easily if not naturally with the duct system or with a simple mechanical action applied on the entire volume or on a channel level equally effective. In some cases of particular extreme climatic conditions, such as building positions where the wind is very strong and in a continuous form and of constant intensity, a dedicated level of channels can be placed, in addition to the other levels of channels described above, directly in contact with the outside, placing in this case the nozzles / valves, operated at natural pressure or mobile, in the wall of the channels bordering the outside where the wind laps. In this case, the Venturi effect can be generated on the level of ducts placed outside the building as stated above through the aid of the wind speed which creates a depression and therefore a suction of air towards the outside, generating a vacuum in the ducts placed on the external level and creating a vacuum. While through the use of spring or viscous or hysteretic energy dissipating spacers between the two shells (ME, MI) since structurally they function as two shells (fig. 15) placed one inside the other (DE); the oscillatory seismic action present in the mantle (ME) transmitted by the ground is returned to the mantle (MI) in a dampened form, making the method suitable for its application in seismic areas. Furthermore, the method can develop applications in the production of electricity such as by exploiting the convective motion of the air (fig. 16) through micro turbines (TU) generating electricity.

Nella descrizione sopra riportata l'espressione "mobile" applicata nei vari casi viene sempre azionata e regolata attraverso un sistema computerizzato con l'ausilio di particolari software regolati dalle indicazioni di sensori di varia natura e rilevamento posti in posizioni opportune. In the above description, the expression "mobile" applied in the various cases is always activated and regulated by means of a computerized system with the aid of particular software regulated by the indications of sensors of various nature and detection placed in suitable positions.

Nei documenti anteriori US 4 006 856 ed US 4 244 519, viene insegnato come poter realizzare costruzioni edilizie in grado di sfruttare l'energia solare per riscaldare od anche per rinfrescare i vani interni degli edifici, dotando le stesse costruzioni di canali nel tetto, nelle pareti laterali esterne e nel pavimento, collegati tra di loro in serie per formare un anello chiuso almeno secondo una sezione trasversale dell'edificio, essendo nel canale superiore del tetto collocati dei mezzi che per effetto dell'irraggiamento solare producono calore, mentre nel canale inferiore posto sotto al pavimento, è previsto un magazzino di accumulo del calore, usualmente sottoforma di un letto di rocce. Dei mezzi a valvola, dei termostati e dei ventilatori sono previsti per ottenere dal circuito e dai mezzi prima detti, gli effetti voluti di riscaldamento o di raffrescamento del volume interno dell'edificio. Essi riguardano pertanto degli impianti di riscaldamento di edifici, e non di isolamento termico (ed acustico) degli stessi. Ovviamente, riguardando degli impianti di riscaldamento e non di isolamento termico, la funzione di isolamento termico è affidata ad un sistema di materiali isolanti o di tecnologie isolanti di tipo passivo e non attivo. Come detto in premessa, il trovato secondo la presente invenzione propone un sistema di isolamento termico ed acustico di edifici che può essere definito di tipo attivo e dinamico in quanto prevede la realizzazione dello stesso edificio con almeno due mantelli, uno esterno e uno interno che secondo una sezione trasversale dell'edificio può essere formato da una pluralità di canali anulari affiancati, posti su piani ideali verticali e che hanno un tratto inferiore ad esempio nella misura compresa tra circa 1⁄2 - 1⁄4 del perimetro di ogni canale anulare, posto sotto al livello del terreno, in modo da essere riparati dagli agenti atmosferici e da essere influenzati dalla temperatura di una parte riparata del terreno stesso e quindi assoggettati alla geotermia, mentre il tratto esposto degli stessi canali anulari risente degli effetti del sole e delle variazioni della temperatura atmosferica tra il giorno e la notte e tra l'estate e l'inverno. I canali anulari del mantello esterno sono riempiti con un qualsiasi fluido (gassoso, quale aria, ecc.) che per effetto della differenza di temperatura tra il tratto superiore ed esposto e quello inferiore e non esposto degli stessi canali anulari, risulta sottoposto ad un moto convettivo la cui velocità e la cui direzione variano durante le ore del giorno e della notte. I canali del mantello esterno sono realizzati con uno o più materiali di buona conduzione c/o permeabilità termica, come ad esempio l'alluminio, in modo che il fluido in essi circolante possa meglio sentire le differenze di temperatura prima dette. Sotto al mantello esterno è previsto almeno un mantello interno formato anch'esso da una pluralità di canali anulari chiusi, nei quali viene realizzata una più o meno rarefazione deH’aria in modo dinamico, sfruttando la circolazione del fluido nel mantello esterno, dalla quale circolazione può essere derivata una aspirazione con mezzi assimilabili a quelli ad effetto Venturi o con l'aspirazione di piccole elettropompe che vengono alimentate da mezzi di produzione e di accumulo di energia elettrica azionati dalla circolazione del fluido negli anelli del mantello esterno e/o da altre eventuali sorgenti di energie rinnovabili, tra cui quella eolica, quella a celle solari, quelle ad effetto Seebeck, quelle in una applicazione del motore Stirling, quelle prodotte da generatori intubati nei canali sia ad aria che ad acqua e/od di altro tipo. In the prior documents US 4 006 856 and US 4 244 519, it is taught how to build building constructions capable of exploiting solar energy to heat or even cool the internal spaces of the buildings, providing the same constructions with channels in the roof, in the external side walls and in the floor, connected to each other in series to form a closed ring at least according to a cross section of the building, being in the upper channel of the roof placed means which, due to the effect of solar radiation, produce heat, while in the lower channel placed under the floor, there is a heat storage warehouse, usually in the form of a bed of rocks. Valve means, thermostats and fans are provided to obtain from the circuit and the aforementioned means the desired effects of heating or cooling the internal volume of the building. They therefore concern the heating systems of buildings, and not their thermal (and acoustic) insulation. Obviously, concerning heating and non-thermal insulation systems, the thermal insulation function is entrusted to a system of insulating materials or of passive and non-active insulating technologies. As stated in the introduction, the invention according to the present invention proposes a system of thermal and acoustic insulation for buildings which can be defined as active and dynamic since it provides for the construction of the same building with at least two shells, one external and one internal which according to a transversal section of the building can be formed by a plurality of annular channels placed side by side, placed on ideal vertical planes and which have a lower section, for example to the extent between about 1⁄2 - 1⁄4 of the perimeter of each annular channel, placed below the ground level, so as to be sheltered from atmospheric agents and to be influenced by the temperature of a sheltered part of the ground itself and therefore subjected to geothermal power, while the exposed section of the annular channels themselves is affected by the effects of the sun and variations in the atmospheric temperature between day and night and between summer and winter. The annular channels of the outer cladding are filled with any fluid (gaseous, such as air, etc.) which, due to the effect of the temperature difference between the upper and exposed portion and the lower and unexposed portion of the annular channels, is subjected to a motion convective whose speed and direction vary during the hours of the day and night. The channels of the outer shell are made with one or more materials with good conduction and / or thermal permeability, such as aluminum, so that the fluid circulating in them can better feel the aforementioned temperature differences. Under the outer shell there is at least one inner shell also formed by a plurality of closed annular channels, in which a more or less rarefaction of the air is achieved dynamically, exploiting the circulation of the fluid in the outer shell, from which circulation suction can be derived with means similar to those with a Venturi effect or with the suction of small electric pumps that are powered by means of production and accumulation of electrical energy activated by the circulation of the fluid in the rings of the outer shell and / or by any other renewable energy sources, including wind, solar cells, those with the Seebeck effect, those in a Stirling engine application, those produced by ducted generators in the channels, both air and water and / or other types.

Maggiori caratteristiche del trovato e i vantaggi che ne derivano, appariranno meglio evidenti dalla seguente descrizione di alcune forme preferite di realizzazione dello stesso illustrate a puro titolo di esempio non limitativo, nelle figure delle 8 tavole allegate di disegni, in cui: More characteristics of the invention and the advantages deriving from it will become clearer from the following description of some preferred embodiments of the same illustrated purely by way of non-limiting example, in the figures of the 8 attached drawings, in which:

- La fig. 1 illustra in prospettiva un edificio secondo il trovato di forma toroidale; - La fig. 2 illustra in prospettiva e parzialmente sezionato l'edificio di figura 1 secondo un piano verticale, il trovato di forma toroidale; - Fig. 1 is a perspective view of a toroidal-shaped building according to the invention; - Fig. 2 shows in perspective and partially sectioned the building of Figure 1 according to a vertical plane, the invention having a toroidal shape;

- La fig. 3 illustra in prospettiva e parzialmente sezionato l'edificio di figura 1 secondo un piano verticale, il trovato di forma toroidale avendo in questo caso sezionato i canali posti all'interno del volume (VO) secondo le suddivisioni e i livelli; - Fig. 3 shows in perspective and partially sectioned the building of Figure 1 according to a vertical plane, the invention of toroidal shape having in this case sectioned the channels placed inside the volume (VO) according to the subdivisions and levels;

- La fig. 4 illustra l'edificio di figura 1 sezionato secondo un piano verticale che contiene l'asse di rivoluzione della struttura circolare primaria che forma lo stesso edificio toroidale avendo in questo caso sezionato i canali posti all'interno del volume (VO) secondo i livelli; - Fig. 4 shows the building of figure 1 sectioned according to a vertical plane which contains the axis of revolution of the primary circular structure which forms the same toroidal building having in this case sectioned the channels placed inside the volume (VO) according to the levels;

- La fig. 5 è una vista in pianta dall'alto dell'edificio di cui alle figure precedenti; - La fig. 6 illustra sezionati trasversalmente come dalla sezione IV-IV di figura 5 due spicchi consecutivi della struttura toroidale; - Fig. 5 is a top plan view of the building of the preceding figures; - Fig. 6 shows two consecutive segments of the toroidal structure, cross-sectioned as from section IV-IV of Figure 5;

- La fig. 7 illustra uno spicchio dell'edificio visto dalla parte interna dello spazio abitabile come indicato dalla freccia (K) della figura 4; - Fig. 7 illustrates a segment of the building seen from the inside of the habitable space as indicated by the arrow (K) of Figure 4;

- Le fig. 8, 9 e 10 illustrano sezionati longitudinalmente i due mantelli che compongono l'edificio e le diverse possibilità di impiego dei canali di tali mantelli ai fini dell'attuazione dell'isolamento dinamico dell'edificio secondo l'invenzione; - La fig. 11 illustra l'applicazione dell'invenzione in un edificio con architettura tradizionale qui ripreso in lieve prospettiva dall'alto ed in parte sezionato trasversalmente; - Figs. 8, 9 and 10 show longitudinally sectioned views of the two shells that make up the building and the various possibilities of use of the channels of these shells for the purpose of implementing the dynamic insulation of the building according to the invention; - Fig. 11 illustrates the application of the invention in a building with traditional architecture shown here in a slight perspective from above and partly cross-sectioned;

- La fig. 12 illustra sezionati longitudinalmente due canali secondo le ripartizioni (C) di figura 1 , 2, 3 e 4, due spicchi consecutivi interi della struttura toroidale; - La fig. 13 illustra sezionati trasversalmente due mantelli (ME, MI) piani posti parallelamente uno all'altro; - Fig. 12 shows longitudinally sectioned two channels according to the divisions (C) of figures 1, 2, 3 and 4, two consecutive whole segments of the toroidal structure; - Fig. 13 is a cross-sectional view of two flat skirts (ME, MI) placed parallel to each other;

- La fig. 14 illustra sezionati trasversalmente come dalla sezione IV-IV della figura 5 due porzioni di spicchi consecutivi della struttura toroidale; - Fig. 14 is a cross-sectional view of two portions of consecutive segments of the toroidal structure as shown in section IV-IV of Figure 5;

- La fig. 15 illustra sezionati longitudinalmente due canali secondo le ripartizioni (C) di figura 1 , 2, 3 e 4, due spicchi consecutivi interi della struttura toroidale; - La fig. 16 illustra sezionati trasversalmente come dalla sezione IV-IV della figura 5 due porzioni di spicchi consecutivi della struttura toroidale. - Fig. 15 shows longitudinally sectioned two channels according to the divisions (C) of figures 1, 2, 3 and 4, two consecutive whole segments of the toroidal structure; - Fig. 16 shows two portions of consecutive segments of the toroidal structure, cross-sectioned as from section IV-IV of Figure 5.

- La Fig. 17 illustra sezionati trasversalmente due mantelli (ME, MI) creati dalla parete verso l’esterno - Fig. 17 shows two cross sections (ME, MI) created by the wall towards the outside

e verso l’interno di un fascio di tubi, canali raggruppati posti parallelamente fra loro. and towards the inside of a bundle of pipes, grouped channels placed parallel to each other.

Nelle figure da 1 a 4 è illustrato un edificio E di forma toroidale, formato dalla rivoluzione attorno ad un asse verticale 1, di una figura circolare o poligonale 2, posta su di un piano ideale verticale che contiene il detto asse 1, che a sua volta è all'esterno del cerchio o poligono 2. Dal dettaglio di figura 4 si rileva che l'edificio toroidale E è formato da una pluralità di strutture anulari A che viste in pianta presentano una forma a settore di corona circolare od a spicchio, con la porzione più larga B che definisce il diametro esterno dell'edificio e con la porzione più stretta B' che definisce il diametro interno dello stesso edificio toroidale E, essendo i vari settori o spicchi A fissati reciprocamente a tenuta nelle zone consecutive ed affiancate C (vedi oltre). Dalle figure 1 e 2 appare che l'edificio toroidale E è interrato inferiormente nel suolo S per circa un terzo della circonferenza della generatrice circolare 2, come indicato con E', e che all'interno dello stesso edificio E è previsto un pavimento P posto ad un livello uguale o di preferenza leggermente superiore al piano di calpestio del suolo esterno S. Dalle figure 3, 4 e 6 si rileva che ogni spicchio A comprende almeno un canale anulare esterno 3 almeno un canale anulare interno 4, reciprocamente sovrapposti e dei quali il canale anulare esterno 3 è a contatto con l'atmosfera ed è realizzato in tutto od almeno con la parte rivolta verso l'esterno, con materiali adatti alla captazione ed alla trasmissione dell'energia termica solare alle pareti interne dello stesso canale 3, vale lo stesso per mentre il canale interno 4 è realizzato in tutto od almeno con la parte rivolta verso il volume interno dell'edificio E. con materiali con buone doti di isolamento termico. Figures 1 to 4 illustrate a toroidal-shaped building E, formed by the revolution around a vertical axis 1, of a circular or polygonal figure 2, placed on an ideal vertical plane which contains the said axis 1, which in its vault is outside the circle or polygon 2. From the detail of figure 4 it can be seen that the toroidal building E is formed by a plurality of annular structures A which, seen in plan, have a sector shape of a circular crown or a wedge, with the widest portion B which defines the external diameter of the building and with the narrowest portion B 'which defines the internal diameter of the same toroidal building E, the various sectors or segments A being mutually sealed in the consecutive and side by side zones C ( see below). From figures 1 and 2 it appears that the toroidal building E is buried below in the ground S for about one third of the circumference of the circular generator 2, as indicated with E ', and that a floor P is foreseen within the same building E at a level equal to or preferably slightly higher than the walking surface of the external ground S. From figures 3, 4 and 6 it can be seen that each segment A comprises at least one external annular channel 3 at least one internal annular channel 4, mutually superimposed and of which the external annular channel 3 is in contact with the atmosphere and is made entirely or at least with the part facing outwards, with materials suitable for capturing and transmitting solar thermal energy to the internal walls of the same channel 3, the same however, while the internal channel 4 is made entirely or at least with the part facing the internal volume of the building E. with materials with good thermal insulation qualities.

Tra i canali esterni 3 reciprocamente affiancati e/od all'interno di questi stessi canali, ad esempio nelle zone C di reciproca congiunzione degli spicchi A e nella sola parte degli stessi spicchi A che è esposta verso l'atmosfera, possono essere sono collocati dei canali supplementari formati ad esempio da fasci di tubi nei quali può circolare del liquido e sono collegati in serie e/od in parallelo. Nelle zone di collegamento tra i vari canali 3, 4 e 5’ tra loro affiancati, verranno usati materiali e tecniche in grado di assicurare collegamenti a tenuta stagna e tali da evitare la formazione di ponti termici tra il volume interno dell'edificio E e l'atmosfera qualora costruttivamente si optasse per la realizzazione del metodo attraverso l’affiancatura di canali già assemblati. Per questo scopo, i canali interni 4 potranno essere sfalsati rispetto ai canali esterni 3 e non perfettamente centrati rispetto a questi, come nell'esempio di figura 4, in modo che un canale 4 tocchi in parti uguali due tratti consecutivi di ogni coppia affiancata di canali esterni 3. Nei canali esterni 3 ed in quelli interni 4 esiste ad esempio aria, senza escludere l'impiego di gas specifici o d'altri adatti fluidi come più avanti precisato. L'edificio E realizzato nel modo descritto, sarà provvisto di porte d'ingresso e di uscita D e di finestre W per il ricambio d'aria e per l'ingresso della luce diurna e questi serramenti (fig. 1) potranno essere interessati dai canali 3, 4 e 5’oppure questi ultimi potranno essere collocati all'esterno e sul perimetro degli stessi serramenti D e W. Quando l'edificio è esposto all'azione del sole, la grande differenza di temperatura che intercorre tra la parte esposta al sole dei canali esterni 3 e quella interrata degli stessi canali 3 è tale per cui all'interno dei medesimi canali 3 si innesca automaticamente un movimento convettivo che genera una circolazione dell'aria interna ad esempio nel senso indicato dalle frecce F1 nella figura 2. Per effetto del movimento verso l'alto dell'aria superiore riscaldata nella parte esposta al sole dell'edificio, l'aria a minor temperatura viene richiamata dai tratti interrati dei canali esterni 3 e sale verso i tratti esposti e più caldi degli stessi canali 3, realizzando un primo abbattimento del calore verso lo spazio interno dell'edificio E. Visti nel senso indicato in figura 2 dalla freccia K, i canali 3 e 4 di ogni spicchio A dell'edificio E, presentano una strozzatura X a forma di clessidra, come illustrato nella figura 5, in corrispondenza della quale il flusso d'aria che per convezione circola nei canali 3, aumenta la velocità e diminuisce la propria pressione, tant'è che aprendo in questa zona X una piccola apertura 6 di comunicazione tra i canali 3 e 4, il canale esterno 3, per l'effetto Venturi, tende ad aspirare aria dal canale interno 4 ed a svuotarlo, come indicato dalle frecce F2 nella figura 8, migliorando sensibilmente le doti di isolamento termico del rivestimento formato dagli stessi canali interni 4. Il vuoto d'aria crea le migliori condizioni di isolamento sia termico che acustico. Nella figura 8. con 6 è indicata la detta apertura di comunicazione tra i canali 3 e 4 nella detta zona strozzata X e coni 06 è indicata una valvola unidirezionale a clapette che intercetta detta apertura 6 e che è azionata da un servocomando 7 attraverso il quale la stessa valvola 106 può essere portata dalla posizione di chiusura a quella di apertura e viceversa. Il servocomando 7 è collegato ad una interfaccia 8 governata da un microprocessore 9 che da almeno due termometri 10 ed 11 riceve le informazioni relative alla temperatura esterna ed a quella interna all'edificio E e che è collegato ad almeno un anemometro 12 che rileva la direzione e l'intensità del flusso d'aria in almeno un canale esterno 3 e che è di preferenza collegato anche ad almeno un vacuostato 13 che rileva il grado di depressione in almeno un canale interno 4. NeN'ambito del trovato rientra anche la variante costruttiva illustrata schematicamente nella figura 10, secondo la quale i canali interni 4 non sono in comunicazione con quelli esterni come nell'ipotesi precedente, ma sono collegati tra loro per mezzo di un collettore 14 al quale è attestata almeno una piccola elettropompa 15 che aspira aria dagli stessi canali 4 e la scarica nell'atmosfera esterna attraverso il condotto 16 ed una valvola antiritorno 17. Al processore 9 verrà abbinato un software che in funzione delle variazioni di temperatura interna ed esterna dell'edificio e/o di altri parametri, provvederà ad attivare automaticamente le fasi di apertura e chiusura delle dette valvole a clapette 106, 106' o ad attivare od a disattivare automaticamente la detta elettropompa del vuoto 15 o ad attivare od a disattivare la detta pompa idraulica di circolazione forzata del liquido caldo nei tubi radianti 5 dei canali esterni 3, per assicurare allo stesso edificio di funzionare automaticamente col miglior rendimento termico ed acustico ottenibile coi vari mezzi predisposti. Lo stesso software potrà provvedere anche a comandare l'apertura automatica e temporanea delle finestre W per assicurare la necessaria aerazione del volume interno dell'edificio, sempre nel rispetto della miglior resa sia termica che acustica dell'intero sistema. Nell'ambito del trovato rientra l'applicazione del principio di isolamento attivo e dinamico prima esposto per un edificio di forma toroidale, ad edifici di architettura diversa ed anche tradizionale, come quello illustrato ad esempio nella figura 9 dove con E” è indicata la parte dell'edificio esposta nell'atmosfera, mentre con E”' è indicata la parte dello stesso edificio interrata nel suolo S. L'edificio E” è in questo caso formato da due file parallele di strutture anulari affiancate 2', 2" a forma di trapezio isoscele, con le basi maggiori poste all'interno ed in corrispondenza del colmo del tetto a due spioventi Hi ed H2. Anche in questo caso le strutture anulari 2’, 2" sono formate da canali esterni 3 e da canali interni 4, come nella soluzione esposta con riferimento alle figure precedenti. Per questo tipo di struttura, i canali esterni 3 potranno essere dotati di strozzature in senso trasversale o nel senso della profondità, per creare l'effetto Venturi prima detto per lo svuotamento dell'aria dai canali interni 4, oppure per questo stesso scopo potrà essere vantaggiosamente applicata la soluzione descritta con riferimento alla figura 8, che non richiede la presenza delle dette strozzature. Resta pertanto inteso che al trovato possono essere apportate numerose varianti e modifiche costruttive, il tutto per altro senza abbandonare il principio informatore dell'invenzione, come descritto, illustrato e come a seguito rivendicato. Nelle rivendicazioni, i riferimenti riportati tra parentesi sono puramente indicativi e non limitativi dell'ambito di protezione delle stesse rivendicazioni. Between the external channels 3 mutually flanked and / or within these same channels, for example in the areas C of mutual conjunction of the segments A and only in the part of the same segments A that is exposed to the atmosphere, some additional channels formed for example by bundles of tubes in which liquid can circulate and are connected in series and / or in parallel. In the connection areas between the various channels 3, 4 and 5 'side by side, materials and techniques will be used that are able to ensure watertight connections and such as to avoid the formation of thermal bridges between the internal volume of the building E and the atmosphere should constructively opt for the realization of the method through the side by side of already assembled channels. For this purpose, the internal channels 4 can be offset with respect to the external channels 3 and not perfectly centered with respect to these, as in the example of Figure 4, so that a channel 4 touches in equal parts two consecutive portions of each side-by-side pair of external channels 3. In the external channels 3 and in the internal channels 4, for example, there is air, without excluding the use of specific gases or other suitable fluids as specified below. The building E constructed in the manner described will be equipped with entrance and exit doors D and windows W for the exchange of air and for the entry of daylight and these windows (fig. 1) may be affected by channels 3, 4 and 5 'or the latter can be placed outside and on the perimeter of the same windows D and W. When the building is exposed to the action of the sun, the large temperature difference between the part exposed to the only of the external channels 3 and the underground one of the same channels 3 is such that within the same channels 3 a convective movement is automatically triggered which generates an internal air circulation, for example in the direction indicated by the arrows F1 in figure 2. To effect of the upward movement of the upper air heated in the part exposed to the sun of the building, the lower temperature air is drawn from the underground sections of the external channels 3 and rises towards the exposed and warmer sections of the same channels 3, realizing a first reduction of heat towards the internal space of the building E. Seen in the direction indicated in figure 2 by the arrow K, the channels 3 and 4 of each segment A of the building E, have a narrowing X in the shape of hourglass, as shown in Figure 5, in correspondence with which the flow of air which circulates in the channels 3 by convection increases its speed and decreases its pressure, so much so that by opening a small communication opening 6 in this area X between the channels 3 and 4, the external channel 3, due to the Venturi effect, tends to suck air from the internal channel 4 and empty it, as indicated by the arrows F2 in figure 8, significantly improving the thermal insulation qualities of the coating formed by the same internal channels 4. The air gap creates the best conditions of thermal and acoustic insulation. In figure 8, 6 indicates said communication opening between channels 3 and 4 in said throttled zone X and 6 indicates a one-way clapette valve which intercepts said opening 6 and which is operated by a servocontrol 7 through which the same valve 106 can be brought from the closed position to the open position and vice versa. The actuator 7 is connected to an interface 8 governed by a microprocessor 9 which from at least two thermometers 10 and 11 receives the information relating to the external and internal temperature of the building E and which is connected to at least one anemometer 12 which detects the direction and the intensity of the air flow in at least one external channel 3 and which is preferably also connected to at least one vacuum switch 13 which detects the degree of depression in at least one internal channel 4. The construction variant also falls within the scope of the invention schematically illustrated in figure 10, according to which the internal channels 4 are not in communication with the external ones as in the previous hypothesis, but are connected to each other by means of a manifold 14 to which at least one small electric pump 15 is connected which sucks air from the the same channels 4 and the discharge into the external atmosphere through the duct 16 and a non-return valve 17. The processor 9 will be combined with a software which, depending on the and variations in the internal and external temperature of the building and / or other parameters, will automatically activate the opening and closing phases of the said flap valves 106, 106 'or automatically activate or deactivate the said vacuum electric pump 15 or to activate or deactivate said hydraulic pump for forced circulation of the hot liquid in the radiant pipes 5 of the external channels 3, to ensure the building itself operates automatically with the best thermal and acoustic efficiency obtainable with the various means provided. The same software can also control the automatic and temporary opening of the windows W to ensure the necessary ventilation of the internal volume of the building, always respecting the best thermal and acoustic performance of the entire system. The scope of the invention includes the application of the active and dynamic insulation principle described above for a toroidal-shaped building, to buildings of different and even traditional architecture, such as the one illustrated for example in Figure 9 where E "indicates the part of the building exposed to the atmosphere, while E "'indicates the part of the same building buried in the ground S. The building E" is in this case formed by two parallel rows of annular structures placed side by side 2', 2 "shaped of isosceles trapezoid, with the major bases placed inside and in correspondence with the ridge of the gabled roof Hi and H2. Also in this case the annular structures 2 ', 2 "are formed by external channels 3 and internal channels 4, as in the solution exposed with reference to the previous figures. For this type of structure, the external channels 3 can be equipped with bottlenecks in a transverse direction or in the direction of depth, to create the Venturi effect mentioned above for emptying the air from the internal channels 4, or for this same purpose it can be advantageously applied the solution described with reference to Figure 8, which does not require the presence of said bottlenecks. It is therefore understood that numerous constructive variations and modifications can be made to the invention, all without abandoning the guiding principle of the invention, as described, illustrated and as claimed hereafter. In the claims, the references shown in brackets are purely indicative and do not limit the scope of protection of the claims themselves.

Claims

CLAIMS 1. Method for active thermal and acoustic insulation for buildings, characterized by the fact that the entire inhabited space of the building is wrapped in two cloaks contained one inside the other, closed on themselves and never in contact with each other. of them, in which the space between said two mantles generates a single hermetically insulated volume.

2. Method according to claim 1, characterized by the fact that the volume comprised between said two shells can be divided inside it with channels even at several levels with the function of flow conveyors.

3. Method according to any one of the preceding claims, in which the volume comprised between said shells is filled with air or a gaseous fluid which captures by contact with said shells all the temperature differences present both outside and inside the shell. building, causing a convective motion of the fluid present inside said volume, seeking the best thermal equilibrium.

Method according to any one of the preceding claims 1 to 3, in which a certain degree of depression or vacuum is preferably provided in the volume comprised between said two shells.

5. Building actively thermally and acoustically insulated according to the method of claims 1 to 4, characterized in that both all external perimeter walls of the building and all internal partitions of the building, as well as the floor levels, of the ceiling and roof and the foundations of the building consist of two mantles (ME, MI) of suitable materials closed on themselves and never in contact, enclosing through their detachment a single and hermetically closed volume (VO), in which within it circulate by convective motion of more or less rarefied gaseous fluids (F1) being said volume (VO) also channeled at multiple levels (3, 4) and subdivisions.

6. Building according to claim 5, in which at least the channels of the outer shell (3) of the building are provided with constricted cross-sections, or the bottlenecks (X) that said external channels (3) form with their section at the central well (M) of the building, and in these constricted areas openings (6) are arranged with valve means (106, 106 ') to connect the external channels (3) with internal channels (4) and to exploit the suction effect that is formed in the external channels (3) in correspondence with said chokes (X), by means of which it is possible to suck air from the same internal channels (4) and consequently empty them, improving their insulation characteristics thermal and acoustic.

7. Building according to claim 6, in which the said valves (106, 106 ') for opening or closing the holes (6) for communication between the external (3) and internal (4) channels in correspondence with the said throttled areas ( X), are of the clapette type and are operated by a servocontrol (7) connected to an interface (8) governed by a microprocessor (9) and by thermometers (10, 11) which receives information relating to the external temperature and the one inside the building (E) and which is connected to an anemometer (12) which detects the direction and intensity of the air flow in at least one external channel (3) and which is preferably also connected to a vacuum switch ( 13) which detects the degree of depression in at least one internal channel (4), being the said microprocessor (9) equipped with an eventual output (20) for the supply, through a special interface, of at least one pump for the eventual circulation forced hot liquid between said accumulator (T) and external exchangers (5, Z).

8. Building (E ") according to any one of claims 5 to 7 characterized by being formed by two parallel rows of side by side tubular structures (2 ', 2") in the shape of an isosceles trapezoid, with the major bases placed inside and in correspondence with the ridge of the roof which is for example two-pitched (H1, H2) being the said annular structures (2 ', 2 ") formed by the superposition of external channels (3) and internal channels (4) in which the latter is created the vacuum with suction means with Venturi effect (6, 106, 6 ', 106') or with the suction of small electric pumps (15).

9. Building according to one or more of the preceding claims 5 to 8, characterized in that it comprises, in combination with said processor (9), a software which, depending on the internal and external temperature variations of the building (E, E ") and / or of other parameters, automatically activates the opening and closing phases of said clapette valves (106, 106 ') or automatically activates or deactivates said vacuum electric pump (15) or activates or deactivates said hydraulic pump and / or the means for circulating the hot liquid in the radiant tubes (5) of the external channels (3), to ensure the building itself operates automatically with the best thermal and acoustic performance obtainable with the various means provided.

10. Building according to one or more of the preceding claims 5 to 9, characterized by comprising an increase or a decrease in the detachment between the two shells (ME, MI) at point points or in specific parts or in a modification of the positioning of a shell with respect to another (fig. 12) through the use of electric actuators (AL) to better conform the method to varying temperatures.

11. Building according to one or more of the preceding claims 5 to 10, characterized by including a variation of the structure both in the subdivisions and in the levels of the ducts (fig. 13) placed in the volume (VO) delimited between the two shells (ME, MI ) through a rotary action with respect to an axis (1 ') of light construction elements (CR) being the two shells (ME, MI) held by spacers (DI) being said rotary action obtained through the use of electric actuators (AR) to better conform the method to varying temperatures.

12. Building according to one or more of the preceding claims 5 to 11, characterized by comprising (fig. 14) a dedicated channel level (3 ') placed in contact with the casing (ME) positioned towards the outside, where on said casing (ME) claps valves (VC) are placed which under the action of the wind (VE) allow the air to escape (AA) from the volume (3 '), creating a more or less rarefaction of the air in the volume ( 3 '), thanks to the action of the wind that puts it in a state of depression according to the Venturi effect with the outside.

13. Building according to any one of the preceding claims, characterized by understanding that the two shells (ME, MI) structurally function as two shells (fig. 15) placed one inside the other; the oscillatory seismic action present in the mantle (ME) transmitted by the ground is transmitted to the mantle (MI) in a dampened form through the use of spring or viscous or hysteretic (DE) energy dissipating spacers.

14. Building according to any one of the preceding claims, characterized by understanding that the convective motion of the air (fig. 16) feeds micro turbines (TU) generating electrical energy suitably intubated inside the channels, also placed in correspondence with bottlenecks (X) exploiting the increase in fluid velocity in the circulation inside the channels.