La bioclimatologia studia i rapporti che si instaurano tra ... · Insediamento indiano...

Corso integrato di Tecnologia dell’Architettura Prof. Arch. Antonio Bosco - Modulo di Cultura tecnologica della progettazione

La bioclimatologia

La bioclimatologia studia i rapporti che si instaurano tra clima e vita ed in

particolare come l’uomo costruisce la propria casa tenendo conto dei tipi

di clima che esistono sulla terra


La bioclimatologia

Koppen ha fondato tale disciplina ad inizio del XX sec, per spiegare le

cause della distribuzione della vegetazione nelle diverse regioni della

terra

V.Olgyay è stato colui che per primo (negli anni ’60) ha sviluppato

l’approccio bioclimatico nell’ambito dell’architettura

Mario Cucinella architects – Palazzina per uffici a Rimini

Francoise Jourda e Gilles Perraudin

Emscher Park ad Herne (Germania)

http://costruire.corriere.it/Architettura/articoli/2007/06_Giugno/04/foto_02.shtml

http://costruire.corriere.it/Architettura/articoli/2007/06_Giugno/04/foto_05.shtml


Principi di architettura bioclimatica

Si può definire architettura bioclimatica quel complesso di soluzioni

progettuali che assicurano il mantenimento di condizioni di benessere, in

un edificio, minimizzando l’uso di impianti tradizionali che richiedono

consumi energetici da fonti esauribili.



L’edificio deve essere in grado di controllare le condizioni ambientali in

virtù delle sue caratteristiche morfologiche, distributive, dimensionali e

termofisiche.

Insediamento indiano “Anasazi” - Mesa Verde

Colorado – U.S.A.

http://3dparks.wr.usgs.gov/2005/mesaverde/html/mv070.htm



L’architettura si può ritenere un sistema metabolico in grado di gestire i

flussi di risorse in entrata ed in uscita (calore, aria, rifiuti, informazioni)

con logiche simili a quelle di un sistema ecologico



Se un edificio utilizza fonti energetiche rinnovabili per la sua

climatizzazione occorre che il suo involucro sia selettivo e in grado di

gestire in modo dinamico i flussi energetici in entrata e uscita (guadagni e

perdite)


In fase di progetto bisogna considerare le variabili relative a:

- Caratteri del sito

- Forma dell’edificio

- Configurazione dell’involucro

- Disposizione degli ambienti interni


http://www2.corpoforestale.it/image/image_gallery?img_id=581



Caratteri del sito:

- Caratteri climatici

- Caratteri geografici/orografia

- Vegetazione

- Caratteri idro-geologici

- Caratteri antropici



Caratteri climatici

Umidità relativa / assoluta

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

%

G F M A M G L A S O N D

Umidità Relativa Media Umidità Relativa Massima

Venti Prevalenti

Mese Nodi

Gennaio ENE-5

Febbraio SSW-8.5

Marzo SSW-8.5

Aprile SSW-8.5

Maggio SSW-8.5

Giugno SSW-8.5

Luglio SSW-8.5

Agosto SSW-8.5

Settembre SSW-5

Ottobre SSW-5

Novembre SSW-5

Dicembre ENE-5

Gennaio ENE-5

Febbraio SSW-8.5

Marzo SSW-8.5

Aprile SSW-8.5

Maggio SSW-8.5

Giugno SSW-8.5

Luglio SSW-8.5

Agosto SSW-8.5

Settembre SSW-5

Ottobre SSW-5

Novembre SSW-5

Dicembre ENE-5

Gennaio ENE-5

Febbraio SSW-8.5

Marzo SSW-8.5

Aprile SSW-8.5

Maggio SSW-8.5

Giugno SSW-8.5

Luglio SSW-8.5

Agosto SSW-8.5

Settembre SSW-5

Ottobre SSW-5

Novembre SSW-5

Dicembre ENE-5

Ore di insolazione media mensile

0

50

100

150

200

250

300


Ore

020406080

100120140160180


mm Precipitazioni mensili in mm

Precipitazioni medie annue in Campania



Caratteri climatici: radiazione solare / ombre



Caratteri climatici: vento

SE

S

SW

W

NW

N90

75

60

15

30

45

E

NE

INVERNO

S

SW

W

NW

N

75

90

60

30

15

45

SE

E

NE

ESTATE



Caratteri climatici: vento / ventilazione naturale



Caratteri climatici: temperatura – umidità - ventilazione

Diagramma bioclimatico di Givoni



Integrazione architettura/vegetazione

ACROS Fukuoka



Caratteri geografici/orografia



Orografia

http://www.setinsnc.it/image/PgServizi/rilievo-topografico.jpg



Forma urbana

La morfologia del suolo è importante a scala urbana

In relazione alla forma urbana bisogna considerare :

la densità e la conformazione del tessuto edilizio

la sezione stradale (il rapporto tra altezza degli edifici e larghezza viaria

la direzione e la continuità delle trame viarie



Geologia - idrogeologia

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a7/Litostratigrafia_Monte_San_Giorgio.gif



Idrografia



Caratteri antropici

Industrie

Reti infrastrutturali

Emergenze monumentali

Grandi strutture

Cave

Terrazzamenti



Caratteri antropici: valutazioni paesaggistiche

Tipo di paesaggio

Urbano Suburbano Agrario Naturale

Forma del paesaggio

Pianeggiante Collinare Montuoso

Alterazione del paesaggio

Molto antropizzato Poco antropizzato Naturale

Visibilità dell’insediamento nell’ambiente circostante

Alta visibilità Media visibilità Bassa visibilità

Presenza di emergenze storico-artistico

Unicità di paesaggio

Presenza di aree protette

SI NO

SI NO

SI NO

Quart

iere

Vom

ero

-N

apoli



Forma dell’edificio

Tipologia

Forma planimetrica

Compattezza



Forma dell’edificio

La forma dell’edificio cambia l’effetto dei flussi energetici

Lo stesso volume:

sistemato in verticale (torre) avrà un guadagno termico maggiore in inverno

sistemato in orizzontale (schiera) avrà un guadagno termico maggiore in estate

Rapporto tra superficie di involucro e volume contenuto (S/V)

Le forme compatte minimizzano gli scambi energetici con l’esterno (la

dispersione nei climi freddi e la captazione solare nei climi caldi secchi)

Le forme libere favoriscono gli scambi termici e la ventilazione naturale nei climi

caldo umidi)



Edificio

Configurazione dell’involucro

Disposizione degli ambienti interni



Edificio: involucro

Il comportamento energetico dell’involucro dipende da:

• Trasparenza alla luce

• Permeabilità all’aria

• Isolamento termico

• Capacità termica

• Addossamento ad altri edifici

• Interramento



Edificio: comportamenti termici

CONDUZIONE

CONVEZIONE

IRRAGGIAMENTO

EVAPORAZIONE

FAVORIRE IL

GUADAGNO

TERMICO

Ritardare i flussi

termici periodici

Favorire il

guadagno solare

RESISTERE ALLA

DISPERSIONE

TERMICA

Minimizzare lo scambio per conduzione

Minimizzare il flusso d’aria esterno

I N V E

R N O

Minimizzare il flusso d’aria esterno

RESISTERE AL

GUADAGNO

TERMICO

Minimizzare lo scambio per conduzione

Minimizzare il guadagno solare

E S T

A T E

FAVORIRE LA

DISPERSIONE

TERMICA

Ritardare i flussi termici periodici

Favorire la ventilazione

Favorire il raffrescamento radiativi

Favorire il raffrescamento evaporativo




CAPTAZIONE

LA RADIAZIONE SOLARE CHE INVESTE UN LEMENTO TRASPARENTE È IN PARTE RIFLESSA, IN PARTE ASSORBITA

ED IN PARTE TRASMESSA

LA PARTE ASSORBITA VIENE SUBITO RIEMESSA DA UNA PARTE E DALL’ALTRA DELL’ELEMENTO TRASPARENTE

SOTTO FORMA DI RADIAZIONE INFRAROSSA

LA RADIAZIONE SOLARE TRASMESSA INSIEME A QUELLA RIEMESSA VERSO L’INTERNO COSTITUISCONO LA

TRASMISSIONE ENERGETICA TOTALE, CIOÈ IL GUADAGNO SOLARE ENTRANTE

IL GUADAGNO SOLARE È FUNZIONE DI:

1. ANGOLO DI INCIDENZA DELLA RADIAZIONE SULL’ELEMENTO

2. ORIENTAMENTO DELL’INCIDENZA

3. PROPRIETÀ FISICHE DEL MATERIALE TRASPARENTE


EFFETTO SERRA

LA RADIAZIONE SOLARE TRASMESSA ATTRAVERSO IL VETRO VIENE ASSORBITA DAI CORPI

POSTI NELL’AMBIENTE DELIMITATO DALLA SUPERFICIE TRASPARENTE

I CORPI, RISCALDANDOSI, RIEMETTONO ENERGIA SOTTO FORMA DI RADIAZIONE INFRAROSSA

(GRANDE LUNGHEZZA D’ONDA)

IL MEZZO TRASPARENTE RIFLETTE VERSO L’INTERNO LA RADIAZIONE CALORICA CHE LO

COLPISCE

TALE FENOMENO, DETTO EFFETTO SERRA, È ALLA BASE DELLA CONVERSIONE DELLA

RADIAZIONE SOLARE IN CALORE ATTRAVERSO TECNOLOGIE TERMOEDILIZIE

1

2

3

4


Edificio: serre solari



Edificio: serre solari


ACCUMULO

- LA RADIAZIONE SOLARE CHE INVESTE UN MATERIALE OPACO VIENE IN PARTE RIFLESSA E IN PARTE

ASSORBITA; LA PARTE ASSORBITA SI TRASFORMA IN CALORE E VIENE ACCUMULATA NEL SUO INTERNO

- QUESTO PROCESSO SI DEFINISCE ACCUMULO DIRETTO

- QUANDO UNA PARETE ACCUMULA CALORE PER SCAMBIO CONVETTIVO CON L’ARIA O RADIATIVO CON

UN’ALTRA PARETE IL PROCESSO SI DEFINISCE COME ACCUMULO INDIRETTO

- LA CAPACITÀ DI ACCUMULO DI UN MATERIALE DIPENDE DAL SUO CALORE SPECIFICO E DALLA SUA DENSITÀ

ESPRIME QUANTO CALORE È POSSIBILE ACCUMULARE PER AUMENTARNE LA TEMPERATURA DI 1°C




ACCUMULO

LA CAPACITÀ TERMICA SPECIFICA DI UN MATERIALE È DATA DALLA RELAZIONE:

* c * °C

dove = densità ; c = calore specifico ; °C = salto termico

QUINDI VARIA A SECONDA DEL PESO SPECIFICO E DEL CALORE SPECIFICO DEL MATERIALE

- POICHÉ IL CALORE SPECIFICO DI MOLTI MATERIALI EDILI HA VALORI SIMILI (800 J/Kg °C) LA CAPACITÀ

TERMICA VARIA IN FUNZIONE DEL PESO SPECIFICO DI TALI MATERIALI

- AD ESEMPIO UN CLS. CELLULARE CHE HA UN PESO SPECIFICO DI 600 Kg/mc POSSIEDE UNA CAPACITÀ TERMICA

DI 750 KJ/mc °C ED UN CLS. PESANTE (2400 Kg/mc) NE HA UNA DI 2900 KJ/mc °C

- L’ACQUA HA UNA GRANDE CAPACITÀ TERMICA (2900 KJ/mc °C)

- NEL PROCESSO DI CLIMATIZZAZIONE NATURALE, L’ACCUMULO RENDE POSSIBILE L’UTILIZZO DELLE FONTI

GRATUITE INTERMITTENTI ( SI ACCUMULA CALORE QUANDO L’OFFERTA ECCEDE LA DOMANDA (ad es. giorno) E

SI CEDE CALORE NELLA SITUAZIONE INVERSA (ad es. notte)



La bioclimatologia studia i rapporti che si instaurano tra ... · Insediamento indiano...

Documents

Transcript of La bioclimatologia studia i rapporti che si instaurano tra ... · Insediamento indiano...