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ARCHITETTURA TECNICA III 2012-13
Ing. Nicola Bartolini
APPROCCIO BIOCLIMATICO ALLA PROGETTAZIONE
- PROGETTAZIONE BIOCLIMATICA;
- IMPATTO SOLE-ARIA;
- TECNOLOGIE SOLARI ATTIVE e PASSIVE.
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TEMA DI PROGETTO
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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?
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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CRITERI DISTRIBUTIVI IN RAPPORTO ALL’IMPATTO SOLE-ARIA
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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.
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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.
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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).
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RADIAZIONE SOLARE INCIDENTE (LAT. 40°N)
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Impatto della radiazione solare
alle diverse latitudini.
RADIAZIONE SOLARE INCIDENTE A DIVERSE LATITUDINI
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MA…QUANTA ENERGIA?
La quantità di energia irraggiata in estate è maggiore rispetto a quella
irraggiata in inverno.
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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.
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IL DIAGRAMMA SOLARE SFERICO
Diagramma solare sferico per
una latitudine di 44°.
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IL DIAGRAMMA SOLARE CILINDRICO
Angolo di altezza solare
Angolo di azimuth
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IL DIAGRAMMA SOLARE CILINDRICO
Costruzione del Diagramma Solare cilindrico
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IL DIAGRAMMA SOLARE CILINDRICO
Costruzione del Diagramma Solare cilindrico
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IL DIAGRAMMA SOLARE CILINDRICO
Valutazione degli ostacoli presenti che possono generare ombreggiamenti
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VALUTAZIONE DEGLI OMBREGGIAMENTI
Shadow range (21 Dicembre)
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ANALISI DELLA RADIAZIONE SOLARE INCIDENTE SU UNA FINESTRA POSTA SUD
21 Agosto ore 12 21 Ottobre ore 12 21 Novembre ore 12
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ANALISI DELLA RADIAZIONE SOLARE INCIDENTE SU UNA FINESTRA POSTA SUD
21 Dicembre ore 12
21 Giugno ore 12
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COME PROTEGGERSI?
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TEMA DI PROGETTO
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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.
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LOCALIZZAZIONE: vista a volo d’uccello da SUD (fonte Bing Maps)
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LOCALIZZAZIONE: vista a volo d’uccello da EST (fonte Bing Maps)
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LOCALIZZAZIONE: vista a volo d’uccello da NORD (fonte Bing Maps)
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LOCALIZZAZIONE: vista a volo d’uccello da NORD (fonte Bing Maps)