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corso di laurea in disegno industriale2006/07 corso principi di ecodesign

docente: A. Magliocco

SOSTENIBILITSOSTENIBILITÀÀ in in ediliziaediliziacenni sulle tecnologie bioclimatiche e casi studio (a cura di arcenni sulle tecnologie bioclimatiche e casi studio (a cura di arch. A. Giachetta)ch. A. Giachetta)

Progettare con l’ECODESIGN può avere diverse finalità, dalla riprogettazione di un prodotto per renderlo piùcompatibile con gli obiettivi di tutela ambientale risparmio di risorse alla realizzazione di oggetti di arredo a impatto ambientale molto basso

ECODESIGN è anche progettazione di materiali e componenti per l’edilizia sostenibile;

Il designer entra spesso in contatto con l’architetto e integra la sua attività con la sua

vediamo quindi come i principi dello SVILUPPO SOSTENIBILE vengono applicati nell’ARCHITETTURA

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Ecologia(οικος – casa, ambiente + λογος – discorso)

SCIENZA CHE TRATTA DEI RAPPORTI TRA GLI ORGANISMI

VIVENTI E L’AMBIENTE IN CUI VIVONO E SI SVILUPPANO

(Ernst Haeckel, 1866)

Cosa sono l’architettura e l’urbanistica se non

ecologia?

PER DEFINIZIONE IL PROGETTO DI ARCHITETTURA, CHE STRUTTURA I RAPPORTI TRA UOMO E AMBIENTE, DOVREBBE ESSERE ECOLOGICO

dovrebbe cioè:

ESSERE CONCEPITO

IN FUNZIONE DELLE SPECIFICHE CARATTERISTICHE AMBIENTALI (CLIMATICHE, FISICHE, NATURALISTICHE, SOCIALI, CULTURALI, …) DEL LUOGO DI INTERVENTO

NEL RISPETTO DELLE RISORSE AMBIENTALI (EVITANDO IL LORO CONSUMO O INQUINAMENTO)

Edouard Françoise e Duncan Lewis, asilo per il Groupe Scolaire Buffon a Thiais

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IN REALTÀ MOLTI SONO GLI

EFFETTI SULL’AMBIENTEDELLO

SVILUPPO DI INSEDIMENTI UMANI

CONSUMO RISORSE NON RINNOVABILIENERGIA MATERIE PRIME TERRITORIO

INQUINAMENTODA CO2

DELLE ACQUE (di superficie, falda, marine)ACUSTICOELETTROMAGNETICO, ECC.

EFFETTI SUGLI ASSETTI TERRITORIALIGEOLOGICO – GEOMORFOLOGICOIDROGEOLOGICOVEGETAZIONALEFAUNISTICO

RIFIUTIEcc.

30%Illuminazione, riscaldamento, raffrescamento degli edifici

effetto serra assottigliamento fascia ozono50% in150 anni35% edilizia

riduzione specie rare ebiodiversità,chiusura di corridoi di spostamento faunisticoin Europa 420

Kg / anno per persona

le attività legate all’edilizia hanno un enorme peso ambientale

solo per rendere l’idea...

-in Italia per il riscaldamento domestico si bruciano ogni anno circa 28.000.000 di tonnellate di combustibile che disperdono circa 500.000 tonnellate di inquinanti nell’atmosfera;

-la concentrazione di condizionatori, l’aumento delle costruzioni rispetto alle aree verdi, il traffico cittadino provocano forti innalzamenti di umidità e temperatura nei centri urbani accelerando notevolmente i processi chimici che portano alla formazione di sostanze nocive nell’aria;

-la produzione di CO2 derivante dal riscaldamento degli edifici contribuisce per circa la metà alla produzione annuale di CO2 immessa nell’atmosfera (2/3 sono ascrivibili alla residenza);

-quasi la metà di emissioni di anidride solforosa e biossido di azoto èascrivibile al comparto edilizio;

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Polveri PM10, Biossido di Carbonio (CO2)Processi di combustione di carbone, oli, legno, rifiuti, residui agricoli, incendi

Polveri PM10, vari e specifici (Biossido di Zolfo SO2 – ind. Metallurgica, Metano CH4allevamenti, processi di decomposizione anaerobica nelle risaie, Piombo, Clorofluorocarburi produzione materie plastiche espanse, spray, Idrocarburi, ecc.)

Processi industriali, estrattivi, agricoli

Ozono (O3) da NOx + VOC + luce solareReazioni tra inquinanti primari

Biossido di Carbonio (CO2), Polveri PM10Riscaldamento domesticoPolveri PM10, vari e specificiAltri veicoli e macchinari

Monossido di Carbonio (CO), Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA), Polveri PM10

Traffico veicolare diesel

Ossidi di Azoto (NOx), Composti Organici Volatili (VOC), Benzene (C6H6), Aldeidi, Piombo

Traffico veicolare a benzina

-da 45 a 85 tonnellate annue pro-capite è il consumo delle risorse naturali da parte delle moderne società industriali;

-circa il 40% dei materiali utilizzati ogni anno dall’economia mondiale riguarda le costruzioni: 3 miliardi di tonnellate di materie prime;

-un quarto del legname tagliato ogni anno viene utilizzato per lecostruzioni, metà della legna del mondo per la cottura dei cibi ed il riscaldamento;

-l’edilizia consuma circa 1/3 dell’energia totale solo per il suo funzionamento, senza contare l’energia necessaria per la costruzione di edifici;

-l’incremento del consumo di energia dal 1971 al 1999 è stato del 70%;

-i consumi urbani costituiscono dal 60 all’80% dei consumi energetici totali (fonti: Faconti, Piardi. La qualità ambientale degli edifici; Rapporti: State of the World)

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IL RICONOSCIMENTO DEL PROBLEMAIL RICONOSCIMENTO DEL PROBLEMA già negli anni ’60crisi del modello newtoniano

Club di Roma, 1968

RAPPORTO MIT DI BOSTON, 1972 “I limiti dello sviluppo”problema: scarsità ed esauribilità delle risorse

rigido determinismo scientifico – collasso del pianeta nel 2000

il 6 ottobre del 1973: vigilia dello Yom Ha Kippur (giorno del gran perdono) Egitto e Siria entrano in conflitto con Israele

il 18 ottobre i Paesi Arabi decretano congiuntamente la sospensione delle forniture di combustibile ad Europa e Stati Uniti (sostenitori di Israele)

drastico aumento del prezzo del petrolio

il sistema energetico mostra i segni della sua intrinseca debolezza

sviluppo di nuovi studi sull’energia e nuovo impulso alle ricerche avviate in tempi non sospetti

LE TAPPE DELLA PRESA DI COSCIENZALE TAPPE DELLA PRESA DI COSCIENZA1972 1972 –– CONFERENZA DELLE NAZIONI UNITE CONFERENZA DELLE NAZIONI UNITE

SULLSULL’’AMBIENTE URBANO AMBIENTE URBANO –– STOCCOLMA, STOCCOLMA, SVEZIASVEZIA

Per la prima volta vengono definiti alcuni principi fondamentalisui diritti e le responsabilità dell’uomo in relazione all’ambiente naturale.

1987 1987 -- RAPPORTO DELLA COMMISSIONE MONDIALE RAPPORTO DELLA COMMISSIONE MONDIALE SU AMBIENTE E SVILUPPO, RAPPORTO SU AMBIENTE E SVILUPPO, RAPPORTO BRUNDTLAND (OUR COMMON FUTURE)BRUNDTLAND (OUR COMMON FUTURE)

(dal nome del I Ministro Norvegese Gro Harem Brundtland presidente della commissione)

Viene formulata un’efficace definizione di SVILUPPO SOSTENIBILE “sviluppo che soddisfi i bisogni del presente senza compromettere le capacità delle generazioni future di soddisfare i propri”

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1992 1992 –– CONFERENZA DELLE NAZIONI UNITE SU AMBIENTE CONFERENZA DELLE NAZIONI UNITE SU AMBIENTE E SVILUPPO, RIO DE JANEIRO, BRASILE E SVILUPPO, RIO DE JANEIRO, BRASILE (SUMMIT DELLA TERRA)(SUMMIT DELLA TERRA)

Agenda 21- Programma d’azione per il XXI secolo.

1993 1993 –– PRIMA CONFERENZA AMBIENTALE DEI MINISTRI PRIMA CONFERENZA AMBIENTALE DEI MINISTRI E DEI E DEI LEADERSLEADERS POLITICI REGIONALI POLITICI REGIONALI DELLDELL’’UNIONE EUROPEA, BRUXELLESUNIONE EUROPEA, BRUXELLES

1994 1994 –– PRIMA CONFERENZA EUROPEA SULLE CITTPRIMA CONFERENZA EUROPEA SULLE CITTÀÀSOSTENIBILI, AALBORG, DANIMARCASOSTENIBILI, AALBORG, DANIMARCA

1996 1996 -- SECONDA CONFERENZA MONDIALE SUGLI SECONDA CONFERENZA MONDIALE SUGLI INSEDIAMENTI UMANI (HABITAT II), ISTANBUL, INSEDIAMENTI UMANI (HABITAT II), ISTANBUL, TURCHIATURCHIA

1997 1997 –– PROTOCOLLO DI KYOTOPROTOCOLLO DI KYOTONegoziato da 160 Paesi contiene le politiche e le misure per la riduzione di emissioni, che comportano cambiamenti climatici globali ed effetto serra, di: anidride carbonica, metano, protossido di azoto, fluorocarburi idrati, perfluorocarburi, esafluoruro di zolfo. L’obiettivo è quello di assicurare che entro il 2008-2012 siano ridotte le emissioni del 5% rispetto ai livelli del 1990 o 1995 a seconda dell’inquinante. Le Nazioni vengono divise in 2 gruppi (il I con 38 Paesi responsabili di più del 50% delle emissioni, il II con altri 142 Paesi in via di sviluppo) con differenti obiettivi da raggiungere.

Durante il Consiglio dell’Unione Europea del 16 giugno del 1998vengono ridistribuiti i livelli di emissioni consentiti tra i vari stati Membri. L’Italia è chiamata a riduzioni del 6,5%.

Il Protocollo deve essere ratificato da 55 Paesi responsabili almeno del 55% delle emissioni.

Gli USA (responsabili del 25% di emissioni) non intendono firmare perché ritengono l’accordo troppo penalizzante per la loro economia.

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1998 1998 –– CONVENZIONE DI AARHUS CONVENZIONE DI AARHUS –– COMMISSIONE COMMISSIONE ECONOMICA PER LECONOMICA PER L’’EUROPA DELLE NAZIONI UNITEEUROPA DELLE NAZIONI UNITE

2000 2000 –– TERZA CONFERENZA EUROPEA DELLE CITTTERZA CONFERENZA EUROPEA DELLE CITTÀÀSOSTENIBILI, HANNOVERSOSTENIBILI, HANNOVER

2000 2000 –– DICHIARAZIONE DEL MILLENNIODICHIARAZIONE DEL MILLENNIOI capi di stato di 189 Paesi, durante una sessione speciale dell’Assemblea Generale delle Nazioni Unite, sottoscrivono la Dichiarazione del Millennio che prevede:

l’adozione entro il 2005 da parte di ogni paese di una strategia per lo sviluppo sostenibile, per ribaltare entro il 2015 la tendenza alla perdita di risorse ambientali.

2002 2002 –– VERTICE MONDIALE SULLO SVILUPPO SOSTENIBILE, VERTICE MONDIALE SULLO SVILUPPO SOSTENIBILE, JOHANNESBURG, SUD AFRICAJOHANNESBURG, SUD AFRICA

Alla fine del 2001 il segretario generale dell’ONU Kofi Annan aveva reso noto un Rapporto sullo stato di attuazione di quanto deciso a Rio nel quale si ammetteva chiaramente un sostanziale fallimento delle politiche avviate.

Il Vertice del 2002, al quale partecipano 60.000 delegati di 200 Paesi + 190 capi di Stato (Bush assente), e diversi rappresentati di Organizzazioni non governative (ONG) porta ad un Piano d’Azione.

Il Piano d’azione è molto discusso, frutto di numerosi compromessi e non è un vero e proprio programma con date specifiche, fornendo piuttosto raccomandazioni generiche su: diritti umani, lotta alla povertà, salute, acqua potabile, sostanze chimiche, energia, clima, biodiversità, commercio.

L’obiettivo di uno sviluppo socio economico globalmente sostenibile per l’ambiente è ancora lontano dall’essere raggiunto.

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cosa possono fare gli architetti rispetto al cosa possono fare gli architetti rispetto al problema ambientale?problema ambientale?

che ruolo possono avere come attori dei processi che ruolo possono avere come attori dei processi edilizi e di formazione della cittedilizi e di formazione della cittàà??possono concorrere alla progettazione di insediamenti urbani sostenibili, realizzati nel rispetto dell’assetto ecosistemico locale, con attenzione ai possibili carichi ambientali (inquinamento, rifiuti) e alle reti infrastrutturali e di servizio

possono seguire i criteri della progettazione bioclimatica attraverso l’uso di soluzioni di climatizzazione naturale volte al risparmio energetico e alla riduzione di emissioni inquinanti in atmosfera

possono progettare utilizzando materiali naturali, sani e a basso impatto ambientale, con attenzione alle diverse fasi del processo edilizio dal cantiere fino alla demolizione

possono progettare elementi d’arredo secondo i principi dell’eco-design, ecc.

a partire dagli anni ’60 interessanti contributi di diversi autori:

Banham. Banham. Ambiente e tecnica nellAmbiente e tecnica nell’’architettura moderna.architettura moderna.

FitchFitch. . La progettazione ambientale.La progettazione ambientale.

è soprattutto un autore a far rilevare l’importanza di una progettazione più attenta ai fattori ambientali

Victor Olgyay.Victor Olgyay. Progettare con il clima, un approccio Progettare con il clima, un approccio bioclimatico al regionalismo architettonico (1962)bioclimatico al regionalismo architettonico (1962)(ed. italiana: Franco Muzzio Editore. Padova 1990)

citazione obbligata in tutti gli studi successivi in questo settore:

con Olgyay ARCHITETTURA BIOCLIMATICAARCHITETTURA BIOCLIMATICAderiva da bioclimatologia (Koppen, inizio XX secolo) scienza che si occupa della distribuzione vegetale sul nostro pianeta in funzione delle specificità climatiche dei diversi luoghi

analogamente architettura bioclimatica – corrispondenza tra zone climatiche ed edifici

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architettura bioclimatica:

si occupa dello studio delle soluzioni tipologiche e delle prestazioni dei sistemi tecnologici che rispondono maggiormente alle caratteristiche ambientali e climatiche del sito, e che consentono di raggiungere condizioni di benessere all’interno degli edifici. Tali obiettivi vengono perseguiti attraverso una attività progettualmente consapevole nell’uso delle risorse disponibili. Con un simile approccio si possono massimizzare i benefici ottenibili mediante l’impiego di energie rinnovabili. Si definiscono “bioclimatici” gli edifici e le opere architettoniche in genere caratterizzati dall’utilizzazione di componenti e sistemi edilizi che, oltre ad esplicare la loro funzione specifica, sono anche in grado di assolvere funzioni energetiche.Marco Sala e Eugenio D’Audino. Lessico di tecnologia bioclimatica. Alinea, Firenze.

NEL PASSATO L’UOMO, NEL COSTRUIRE LE SUE ABITAZIONI, HA MATURATO UNA NOTEVOLE CULTURA AMBIENTALE CHE OGGI SEMBRA, IN PARTE, ESSERE STATA DIMENTICATA

De Architectura di Vitruvio: “si farà il tracciato delle vie e dei vicoli, orientato secondo gli angoli, fra due regioni di vento contigue. Con questo sistema d'orientamento si riuscirà ad eliminare da case e strade il molesto impeto dei venti”(libro I, cap. 6)

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MESA VERDE DEL COLORADOL'insediamento indiano di Mesa Verde - risalente al 1200 circa - essendo incassato in un taglio orizzontale nella roccia ed esposto a Sud è al riparo dai raggi del sole in estate ma non in inverno; in più, la massiccia roccia contro cui si addossa costituisce una massa con grandissima inerzia termica: sono quindi garantite condizioni di comfort pressoché costanti tutto l'anno

TORRI DEL VENTO IN IRAN E PAKISTAN(X Secolo)

Una torre del vento è una specie di camino, diviso in più sezioni da setti verticali in mattoni. Durante la notte si raffredda; di giorno, l'aria a contatto con la muratura si raffredda a sua volta e, diventando così più densa, scende verso il basso ed entra nell'edificio. Quando vi è vento, questo processo è accelerato.

Aprendo o chiudendo opportunamente le comunicazioni tra le varie sezioni della torre e l'edificio, è possibile dunque utilizzare la torre per raffrescare l'edificio, a seconda delle necessità.

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VILLE DI COSTOZZA, VICENZA (dal 1550)Queste 6 ville sono dotate di un sistema di raffrescamento naturale che sfrutta l’aria proveniente dai “covoli” cavità naturali della montagnaL'effetto è rilevante: ad esempio, in una delle ville si sono misurate temperature di 16°C, con temperature esterne fino a 33° C.

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TRULLO PUGLIESE

La grande massa muraria del trullo assorbe di giorno il calore prodotto dalla radiazione solare e lo restituisce di notte, livellando le oscillazioni di temperatura, e quindi diminuendo di parecchi gradi la temperatura interna, rispetto a quella esterna

“Bisogna esigere da ogni costruttore un diagramma che dimostri come nel solstizio invernale il sole entri in ogni alloggio almeno due ore al giorno. Ove ciò non avvenga, si deve rifiutare l'autorizzazione a costruire. Far entrare il sole: questo è il nuovo e più imperioso dovere dell'architetto". (La Charte d'Athène, Parigi 1941)

Le Corbusier, Cité de Refuge, Parigi, 1932mur neutralisant e brise-soleil

Frank Lloyd Wright, Robie House, Chicago, 1909

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ANCHE SE ALCUNI ARCHITETTI DEL MOVIMENTO MODERNO HANNO MOSTRATO UNA PARTICOLARE SENSIBILITA’ NEL CONTROLLO DEI FATTORI AMBIENTALI

IN GENERALE

Nella società industriale la grande disponibilità di energia a basso costo e la rapida evoluzione dei sistemi impiantistici di controllo climatico ha portato alla perdita del rapporto tra edificio e clima, tra abitante e ambiente, tra tipologia edilizia e luogo

Il modernismo (internazionalismo) ha sostenuto che, grazie alla tecnologia, potevano essere realizzati edifici identici in ogni parte del mondo

Grazie ai sistemi strutturali in cls e acciaio si sono potute utilizzare ampie superfici vetrate con notevoli effetti di surriscaldamento degli ambienti interni

Grazie all’utilizzo di ascensori si sono realizzati edifici multipiano sempre più alti le condizioni microclimatiche dei quali sono impossibili da controllare “naturalmente”

Per ridurre i costi di costruzione i muri sono diventati piùsottili, sono stati ridotti i portici, sono stati utilizzati lotti inadatti e mal esposti, ecc.

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La necessità di limitare il consumo di energia da fonti non rinnovabili e il problema dell’inquinamento hanno, come si èdetto, portato a riconsiderare – dagli anni ’60 ad oggi – le condizioni climatiche locali come “risorse” progettuali

è cominciato così un lungo periodo di dibattito e sperimentazione

Drop City - Colorado 1966 di Steve Baer

uno dei principali fini di chi progetta architetture ègarantire il confort degli utenti

ottenendo questo risultato con il minor impiego possibile di energia non rinnovabile e nel rispetto dell’ambiente

al fine di progettare edifici bioclimatici ...

...tali da garantire il confort termico con strategie di controllo climatico naturale e una corretta ed equilibrata interazione con l’ambiente...

occorre conoscere preventivamente le caratteristiche climatichecaratteristiche climatiche del sito di intervento

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caratteristiche climatiche del sito di intervento:

TEMPERATURA DELLTEMPERATURA DELL’’ARIAARIA

PRECIPITAZIONIPRECIPITAZIONI

PRESSIONE ATMOSFERICAPRESSIONE ATMOSFERICA

UMIDITUMIDITÀÀ RELATIVARELATIVA

STATO DEL CIELOSTATO DEL CIELO

RADIAZIONE SOLARERADIAZIONE SOLARE

MORFOLOGIA DEL TERRITORIOMORFOLOGIA DEL TERRITORIO

POSSIBILE ORIENTAMENTO DEL SITO, DEL LOTTO, POSSIBILE ORIENTAMENTO DEL SITO, DEL LOTTO, DELLDELL’’EDIFICIOEDIFICIO

TIPO DI SUOLOTIPO DI SUOLO

ALBEDOALBEDO

REGIME DEI VENTIREGIME DEI VENTI

...

di seguito

ci limitiamo a considerare

solo questo aspetto

radiazione solareradiazione solareriscaldamento solare

illuminazione naturale

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la radiazione solare è il flusso di energia emesso dal sole

il sole irradia ad una distanza di circa 150 milioni di km dallaterra che riceve circa 2 miliardesimi dell’energia emessa

per la grande distanza terra-sole i raggi solari possono essere considerati paralleli

all’esterno dell’atmosfera il valore medio di irraggiamento è1163 Kcal/mq di cui circa il 68% raggiunge la superficie terrestre (con l’eliminazione della dannosa componente ultravioletta)

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2 – altezza solare

3 – angolo azimutale

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DIAGRAMMI SOLARI POLARI E CILINDRICIDIAGRAMMI SOLARI POLARI E CILINDRICIpermettono la descrizione del moto apparente del sole alle varie latitudini

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per il rilievo del profilo dell’orizzonte si può usare il clinometro ...

DIAGRAMMA SOLARE CILINDRICOdisegno del profilo dell’orizzonte ostacoli lontani

Riduzione del soleggiamento: ostacoli viciniLa sovrapposizione di maschera d’ombreggiamento e diagramma solare ci mostra l’efficacia degli aggetti

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Altri strumenti di controllo del Altri strumenti di controllo del progettoprogetto•Meridiana orizzontale su modello di studio•Formule trigonometriche per il calcolo dell’ombreggiamento•Cielo artificiale …

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studio del soleggiamento con modello CAD 3d

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lo studio della radiazione solare con i metodi indicati, consente la corretta progettazione di sistemi di captazione dell’energia solare (sistemi solari passivi, solare termico, fotovoltaico)

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sistemi solari passivisistemi solari passiviinsieme delle tecnologie edilizie che sono in grado di controllare le dinamiche di scambi termici tra esterno ed interno dell’edificio, sfruttando come fonte di energia la radiazione solare (effetto serra) e come elementi di captazione e di accumulo i componenti della costruzione stessa

elementi essenziali dei sistemi di captazione passiva dell’energia solare sono:

COLLETTORI

MASSE D’ACCUMULO

COMPONENTI DI CONTROLLO

COLLETTORICOLLETTORIdi norma costituiti da una superficie trasparente o traslucida, integrata sulle facciate ben esposte dell’edificio o in copertura, e da un assorbitore, una superficie opaca scura, esposta alla radiazione solare che penetra la superficie trasparente

MASSE DMASSE D’’ACCUMULOACCUMULOsono composte da materiali di diverso tipo e deputate a immagazzinare calore per poi ricederlo anche in assenza di radiazione solare

COMPONENTI DI CONTROLLOCOMPONENTI DI CONTROLLOschermature per regolare l’ingresso della radiazione solare, riflettori per incrementare la radiazione incidente sui collettori, valvole e aperture regolabili che agiscono sui fluidi termovettori, ...

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SISTEMI DI CAPTAZIONE DIRETTASISTEMI DI CAPTAZIONE DIRETTA

Casa unifamiliare nella Perche (Francia)Arch. Sonia Cortesse

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Edificio per abitazioni ed uffici a Friburgo-Vauban Arch. Common&Gies

Residenza a Pullach, Tyskland

Thomas Herzog, 1991

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Complesso residenziale a Osuna, Siviglia 1983-91 Sotomayor, Dominguez, Asiain

•Edifici a schiera di carattere formale tradizionale•Alta inerzia termica•Necessità di riscaldamento ridotta assolta da camino centrale e guadagno solare

Inverno: guadagno diretto, accumulo termico, illuminazione per riflessione della zona interna

Estate: schermatura per aggetto delle coperture e tramite impiego della vegetazione

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MURI TROMBEMURI TROMBE--MICHELMICHEL

muro solare

con TIM

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Christopher Taylor Court Bournville, Birmingham

progetto di riqualificazione di edificio esistente

con tecnologie solari passive,

Piazzale Moroni, Savona

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modelli

Ecotect

e Solacalc

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SISTEMI BARRASISTEMI BARRA--COSTANTINICOSTANTINI

ROOFROOF--PONDPOND

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SERRE SOLARISERRE SOLARI

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House in Regensburg, Germania, Thomas Herzog

Residenze a Greve, Danimarca

Aude, Lundgaard, Rotne, Sørensen, 1985

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Castel Eiffel, Digione

Dubosc & Landowski, 1987

Saturne III, Givros _ Dubosc & Landowski, 1989

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Complesso residenziale Stadlau, Vienna_Studio Arge (M.Treberspurg, G.

Reinberg, E.Raith), 1988-91

abitazioni in autocostruzione con iper-isolamento, coperture verdi e sistemi solari passivi a guadagno diretto e a serra

HopehouseLondon 1993-95di Bill Dunsterprototipo di casa con sistemi solari passivi sviluppabile in schiera

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Parco della scienza a GelsenkirchenGermania

Kiessler + Partner, 1995

galleria vetrata di 300 m che si affaccia su un lago artificiale e può essere aperta nella parte bassa per tutta la sua lunghezza

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Residenza a Odense, Danimarca

Torkild Kristensen, 1997

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Centro di formazione a Herne – Sodingen, Germania Jourda & Perraudin, 1994-97

SISTEMI A GUADAGNO ISOLATOSISTEMI A GUADAGNO ISOLATO

predisposizione della massa d’accumulo a pavimento in un intervento di recupero a Gard

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I sistemi solari termici a bassa temperatura, sfruttando l’effetto serra, convertono l’energia solare in energia termica, elevando la temperatura di un fluido termovettore (normalmente acqua con additivi), utilizzato per la produzione di acqua calda sanitaria o per il riscaldamento.

Si tratta di veri e propri impianti che vengono normalmente classificati, insieme a quelli fotovoltaici, come sistemi solari attivi.

IMPIANTI SOLARI TERMICIIMPIANTI SOLARI TERMICI

Edifici per abitazioni a Hofjagerstrasse, Vienna, AustriaProgettista: Georg W.Reinberg

I principali componenti degli impianti solari termici a bassa temperatura sono:

-i collettori solari,

-i serbatoi d’accumulo,

-i circuiti distributivi,

-le centraline per la regolazione ed il controllo del funzionamento del sistema e l’eventuale integrazione con altri impianti.

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esistono sistemi solari termici

a circolazione forzata

a circolazione naturale

attualmente l’80% della produzione mondiale è costituito da celle in silicio mono e policristallino

SISTEMI FOTOVOLTAICISISTEMI FOTOVOLTAICIGli impianti fotovoltaici sono sistemi solari attivi che permettono di trasformare direttamente l’energia solare in energia elettricasfruttando il cosiddetto effetto fotovoltaico, fenomeno fisico che si basa sull’interazione della radiazione luminosa con gli elettroni di valenza di materiali semiconduttori come il silicio

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silicio amorfo

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SISTEMI ISOLATISISTEMI ISOLATIsono costituiti:

-dal generatore fotovoltaico,

-da un parco di batterie con funzioni di accumulo (batterie tradizionali al piombo acido o più costose al nichel cadmio),

-da un regolatore di carica (che protegge gli accumulatori da anomalie di esercizio quali scariche o altro),

-da un dispositivo per la conversione della corrente continua in alternata (inverter)

la convenienza economica di questi sistemi è limitata ai casi di difficile accessibilità o assenza della rete elettrica

soprattutto perché le batterie sono scarsamente affidabili (problemi di manutenzione e attendibilità di vita da 2 a 5 anni)

SISTEMI FOTOVOLAICI SISTEMI FOTOVOLAICI CONNESSI IN RETECONNESSI IN RETEcedono la quantità di energia prodotta in eccesso alla rete elettrica e sfruttano l’allacciamento per prelevare energia nei momenti in cui quella fotovoltaica è carente

rispetto ai sistemi isolati:

non hanno accumulo (e i problemi ad esso connessi)

è sempre necessaria la presenza dell’inverter per trasformare la corrente continua prodotta dal fotovoltaico in corrente alternata simile a quella della rete

sono presenti contatori per la contabilizzazione

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Edificio ECN n°42, Petten, Olanda

Progettista: Bear Architecten

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Edificion OSL, Tsukuba, Giappone

Progettista: J. Hono

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Biblioteca Pompeu Fabra, Matarò, Barcellona, 1996

Progettista: Miquel Brullet

http://web.taed.unifi.it/abitaweb/sesto/FVsesto.htm

Lucia Ceccherini Nelli

Impianto fotovoltaico integrato 20 kWp

Polo Scientifico Universitario di Sesto Fiorentino corte edificio aule e biblioteca, 2004

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la radiazione solare è anche di tipo luminoso

il suo studio permette dunque l’applicazione di strategie per l’ illuminazione naturaleilluminazione naturale

esistono specifiche strategie progettuali e componenti edilizi che permettono di utilizzare e controllare l’illuminazione naturale negli edifici

Centro per esposizioni e congressiLinz 1986-94 – di T.Herzog & C.

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Ristrutturazione di villa inizio secoloBarcellona 1992-93R. Serra, H. Coch, X. Solsona

• L’ingresso della villa• I componenti di passaggio

della luce in copertura

Ristrutturazione di villa inizio secoloBarcellona 1992-93R. Serra, H. Coch, X. Solsona

Il controllo della illuminazione naturale èstato influenzato dalla dimensione del lotto di 5x28m

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Sede di GreenpeaceIslington 1993 –Feilden Clegg DesignRaggiungimento di un alto grado di comfort ambientale e minimizzazione dei consumi energetici: controllo della ventilazione e dell’illuminazione naturale

Deflettori interni ed esterni proteggono dalla radiazione diretta e forniscono luce diffusa naturale

il sole può servire anche per il il sole può servire anche per il raffrescamento degli edifici !raffrescamento degli edifici !

camino solare

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Michael Hopkins e Michael Hopkins e Partners, Inland Revenue Partners, Inland Revenue

building a Nottinghambuilding a Nottingham

come camino solare verticale èusata una torretta costruita con

blocchi di vetro e contenente i vani scala

in essa viene aspirata l’aria dagli uffici che vi si affacciano tramite

porte che, all’occorrenza, saranno tenute aperte

sopra la torretta un meccanismo idraulico consente di muovere la

sua copertura in basso e in alto regolando il flusso d’aria

IL RAFFRESCAMENTO PASSIVO DEGLI EDIFICI RAPPRESENTA UN ALTRO IMPORTANTISSIMO ASPETTO DELLA PROGETTAZIONE BIOCLIMATICA

l’espressione “raffrescamento passivoraffrescamento passivo” si riferisce a tutti quei processi di dispersione del calore che avvengono naturalmente senza l’adozione di strumenti meccanici o il consumo di energial’utilizzo generalizzato di impianti di condizionamento comporta consumi consistenti di energia e contribuisce in modo rilevante all’aumento dell’inquinamento atmosferico

il recupero delle tecniche naturali di raffrescamento può essere, nella maggior parte dei casi, sufficiente alle nostre latitudini a ristabilire le condizioni di confort all’interno degli edifici, limitando consumi energetici ed emissioni inquinanti

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KamalKamal elel KafrawiKafrawi. . UniversitUniversitàà del del QuatarQuatar

FordFord & Short. Facolt& Short. Facoltàà di ingegneria a Leicesterdi ingegneria a Leicestercon sistema di ventilazione naturale che utilizza torri-camino e lucernari

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bibliografia di riferimento per un primo approccio al tema

Benedetti Cristina. Manuale di architettura bioclimatica. Rimini, Maggioli editore, 1994

Gauzin Müller Dominique. L’architecture écologique. Le Moniteur. 2001

Grosso Mario. Il raffrescamento passivo degli edifici. Maggioli, Rimini, 1997

Herzog Thomas (a cura di). AA.VV. Solar Energy in Architecture and Urban Planning. Munich, Prestel, 1996

Marocco Marcello, Orlandi Fabrizio. Qualità del comfort ambientale. Dedalo, Roma, 2000

Novi Fausto (a cura di). La riqualificazione sostenibile. Applicazioni, sistemi e strategie di controllo climatico naturale. Firenze, Alinea Editrice, 1999

Olgyay Victor. Progettare con il clima: un approccio bioclimatico al regionalismo architettonico. Padova, Franco Muzzio editore, 1990

Sala Marco (a cura di). Tecnologie bioclimatiche in Europa. Alinea editrice, Firenze, 1994

Scandurra Enzo. L’ambiente dell’uomo. Verso il progetto della città sostenibile. Milano, ETASLIBRI, 1995

materiale didattico corso di progettazione bioclimatica IV anno Facoltà di Arch. GE