architettura tecnica iii · termini di sostenibilità energetica e manutenzione degli impianti,...
TRANSCRIPT
ARCHITETTURA TECNICA III 2012-13
Ing. Nicola Bartolini
APPROCCIO BIOCLIMATICO ALLA PROGETTAZIONE
- PROGETTAZIONE BIOCLIMATICA;
- IMPATTO SOLE-ARIA;
- TECNOLOGIE SOLARI ATTIVE e PASSIVE.
4
3
2 1
TEMA DI PROGETTO
Analisi delle criticità (weakness) e potenzialità (strength) del contesto (area di studio-ambiti esterni)
CRITICITA’
-NICCHIA (BUIA)
-PRESENZA (VINCOLO) SCALE
- CATTIVA ESPOSIZIONE, POSTO
sullo SFONDO
- VISUALE VERSO I GAZEBO
(MANCATA INTERAZIONE)
-IMPATTO VOLUMETRICO MURI
-NON LUOGO, RIPOSTIGLIO
-CONTRASTO CON IL VERDE
RETROSTANTE (E DOMINANTE)
-ATRIO INGEGNERIA NON
ATTRATTIVO
-RIGIDEZZA DELLO SPAZIO
POTENZALITA’/VALORI
-SPAZIO RACCHIUSO
-POSSIBILITA’ DI UTILIZZO DELLE SCALE?
-ADATTO/ADATTABILE A ESSERE
“RIEMPITO”?
-POTENZIALITA’ ALLA CONNESSIONE CON
IL CENTRO “ATTRATTIVO”
-POSSIBILITA’ DI MITIGARE CON IL NUOVO
EDIFICIO
-CARATTERIZZAZIONE DEI LUOGHI
ATTRAVERSO IL NUOVO EDIFICIO
-POSSIBILITA’ DI STABILIRE UNA
CONTINUITA’ NELL’EDIFICIO?
-RIQUALIFICAZIONE PERCORRENZE
-QUALE “MORBIDEZZA” INVECE?
L’APPROCCIO BIOCLIMATICO
L’approccio bioclimatico alla progettazione consiste nel porsi come obiettivo
la realizzazione di edifici energeticamente razionali adatti a soddisfare al
meglio le esigenze fisiologiche umane, mediante lo sfruttamento equilibrato
delle potenzialità naturali dell’ambiente e del suo clima
I principi alla base dell’architettura bioclimatica non sono affatto nuovi, ma
rappresentano la sintesi di metodologie costruttive che caratterizzano larga
parte dell’architettura storica, quando la scarsità di risorse energetiche ed i
limitati mezzi tecnologici limitavano le possibilità di controllo dell’uomo
sull’ambiente e quindi facevano sì che fosse l’uomo ad adattare le proprie
costruzioni all’ambiente circostante.
L’APPROCCIO BIOCLIMATICO
Negli ultimi decenni la presa di coscienza dei problemi di molti edifici in
termini di sostenibilità energetica e manutenzione degli impianti,
compromissione della salute e confort degli utenti, ha portato i progettisti a
rivalutare l’antico patrimonio costruttivo dell’architettura tradizionale.
Quando, con l’evoluzione tecnologica, si è potuto ovviare artificialmente
alle sollecitazioni climatiche, l’antico sapere costruttivo è stato
progressivamente messo da parte, soppiantato dalla piena fiducia nei
nuovi strumenti e con minore attenzione ai costi energetici ed alle possibili
interazioni tra l’uomo stesso e le nuove soluzioni.
L’APPROCCIO BIOCLIMATICO
La costruzione ha le proprie radici nell’ambiente e nelle peculiarità
intrinseche che il suolo, la vegetazione, il clima, il sole, i venti e i materiali
possedevano in un luogo specifico.
Lo stretto rapporto che l’edificio del passato instaurava con l’ambiente e
con l’uomo lo rendono simile a un “organismo” vivente, la cui
sopravvivenza dipende dalla capacità di prelevare dall’ambiente le risorse
necessarie alla vita e di cedere i prodotti di scarto, secondo una dinamica
improntata alla sostenibilità.
L’APPROCCIO BIOCLIMATICO
Quando, con l’evoluzione tecnologica, si è potuto ovviare artificialmente
alle sollecitazioni climatiche, l’antico sapere costruttivo è stato
progressivamente messo da parte, soppiantato dalla piena fiducia nei
nuovi strumenti e con minore attenzione ai costi energetici ed alle possibili
interazioni tra l’uomo stesso e le nuove soluzioni.
La progettazione bioclimatica attuale si propone di trovare soluzioni
adeguate ai seguenti problemi:
-Risparmio ed ottimizzazione delle risorse energetiche (sfruttamento
apporto solare, sfruttamento della ventilazione naturale, utilizzo di fonti
energetiche rinnovabili, utilizzo di materiali riciclabili non necessariamente
naturali, ecc).
- riduzione dei costi di manutenzione dell’edificio;
- miglioramento del confort ambientale e degli standard qualitativi di
vita dell’utenza.
L’APPROCCIO BIOCLIMATICO
Alcuni criteri alla base dell’approccio bioclimatico:
- Sfruttamento dell’apporto solare mediante sistemi passivi ed attivi;
- Studio degli ombreggiamenti e degli ostacoli che possono ostruire
l’accesso al sole dell’edificio (strumento di controllo migliore: assonometrie
solari);
- Studio del rapporto con le correnti d’aria ed i venti prevalenti per
migliorare la qualità dell’aria indoor e diminuire l’utilizzo di sistemi di
climatizzazione (estiva ed invernale) per il trattamento dell’aria.
- raccolta e riuso delle acque piovane;
- Studio dell’influenza della vegetazione circostante preesistente sulle
prestazioni dell’edificio e suo utilizzo come strumento di controllo di alcune
sollecitazioni esterne (barriera acustica, schermo dissipativo alle correnti
d’aria, regolazione stagionale dell’irraggiamento;
- Studio dei criteri distributivi interni alle unità immobiliari in rapporto
all’impatto sole-aria dell’edificio.
CRITERI DISTRIBUTIVI IN RAPPORTO ALL’IMPATTO SOLE-ARIA
CAPIRE LA RADIAZIONE SOLARE: IL RAPPORTO TERRA-SOLE
L’inclinazione della Terra nel suo
percorso attorno al Sole rimane
costante.
L’inclinazione dell’asse terrestre
genera le stagioni.
QUANTA ENERGIA?
La radiazione solare che arriva
sulla terra è composta da un
insieme di raggi paralleli.
Più i raggi sono perpendicolari alla superficie irraggiata e maggiore è la loro
densità (kWh/mq) e quindi maggiore è la quantità di energia trasmessa.
Questo di traduce in una maggiore quantità di energia irraggiata in estate
piuttosto che in inverno.
QUANTA ENERGIA?
A livello del suolo, a causa di fenomeni
di diffusione ed assorbimento da parte
dell’atmosfera arrivano mediamente, in
funzione dell’inclinanzione del sole
sull’orizzonte, al massimo 1000 W/mq
(irraggiamento al suolo, in condizioni di
giornata serena e sole a mazzogiorno.
La radiazione solare si propaga con simmetria sferica nello spazio raggiungendo
l’atmosfera terrestre con un valore di potenza per unità di superficie pari a 1353
W/mq (costante solare).
Un dispositivo che catturi la radiazione solare incidente su una superficie al
suolo renderà disponibile energia in funzione di due fattori:
- l’angolo con cui la radiazione arriva sulla superficie considerata (che nella
posizione più favorevole dovrà essere perpendicolare ai raggi);
- lo spessore dell’atmosfera attraversato (dipendente dalla latitudine).
RADIAZIONE SOLARE INCIDENTE (LAT. 40°N)
Impatto della radiazione solare
alle diverse latitudini.
RADIAZIONE SOLARE INCIDENTE A DIVERSE LATITUDINI
MA…QUANTA ENERGIA?
La quantità di energia irraggiata in estate è maggiore rispetto a quella
irraggiata in inverno.
COME CONTROLLARE L’IMPATTO DEL SOLE?
I DIAGRAMMI SOLARI consentono di poter
controllare il percorsi che il Sole compie durante
l’arco del giorno e durante l’arco dell’anno.
Esistono diverse tipologie di diagrammi solari, i più
utilizzati sono il DIAGRAMMA SOLARE
CILINDRICO ed il DIAGRAMMA SOLARE
SFERICO.
IL DIAGRAMMA SOLARE SFERICO
Diagramma solare sferico per
una latitudine di 44°.
IL DIAGRAMMA SOLARE CILINDRICO
Angolo di altezza solare
Angolo di azimuth
IL DIAGRAMMA SOLARE CILINDRICO
Costruzione del Diagramma Solare cilindrico
IL DIAGRAMMA SOLARE CILINDRICO
Costruzione del Diagramma Solare cilindrico
IL DIAGRAMMA SOLARE CILINDRICO
Valutazione degli ostacoli presenti che possono generare ombreggiamenti
VALUTAZIONE DEGLI OMBREGGIAMENTI
Shadow range (21 Dicembre)
ANALISI DELLA RADIAZIONE SOLARE INCIDENTE SU UNA FINESTRA POSTA SUD
21 Agosto ore 12 21 Ottobre ore 12 21 Novembre ore 12
ANALISI DELLA RADIAZIONE SOLARE INCIDENTE SU UNA FINESTRA POSTA SUD
21 Dicembre ore 12
21 Giugno ore 12
COME PROTEGGERSI?
4
3
2 1
TEMA DI PROGETTO
LOCALIZZAZIONE GEOGRAFICA
ALTITUDINE (slm): 70 metri circa
ORIENTAMENTO: edificio orientato lungo l’asse Nord-Sud (le facciate principali
sono orientate ad est e ad ovest.
LOCALIZZAZIONE: vista a volo d’uccello da SUD (fonte Bing Maps)
LOCALIZZAZIONE: vista a volo d’uccello da EST (fonte Bing Maps)
LOCALIZZAZIONE: vista a volo d’uccello da NORD (fonte Bing Maps)
LOCALIZZAZIONE: vista a volo d’uccello da NORD (fonte Bing Maps)