Meccanismi passivi di controllo ambientale. Meccanismi passivi di controllo ambientale. Clima e comfort: bioclima

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Natalia Cortese
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Clima e comfort: bioclima Si riportano zone in cui

ambientale temperatura e umidità esterna possono

passivi (senza il ricorso all impianto): a)

Argenta, 10 settembre 2016 Meccanismi passivi di

controllo ambientale Il comfort è legato alle

aria temperatura media radiante umidità dell aria

uso della ventilazione evaporazione diretta e

radiazione solare In momenti diversi dell anno

Per ridurre i costi si devono scegliere una o due

progetto dell edificio I suggerimenti del

1 Clima e comfort: bioclima Si riportano zone in cui le condizioni di Meccanismi passivi di controllo ambientale temperatura e umidità esterna possono garantire il comfort interno utilizzando sistemi passivi (senza il ricorso all impianto): a) ventilazione diurna b) elevata massa c) ventilazione notturna d) raffrescamento evaporativo diretto e indiretto e) solare passivo Argenta, 10 settembre 2016 Meccanismi passivi di controllo ambientale Meccanismi passivi di controllo ambientale Il comfort è legato alle seguenti variabili ambientali temperatura dell aria temperatura media radiante umidità dell aria velocità dell aria Azioni di controllo ambientale uso della ventilazione evaporazione diretta e indiretta uso della massa dell edificio uso della radiazione solare In momenti diversi dell anno possono funzionare diverse strategie. Per ridurre i costi si devono scegliere una o due tecniche compatibili tra di loro e integrabili nel progetto dell edificio I suggerimenti del diagramma bioclimatico si riferiscono a residenze o in generale a edifici con limitati carichi interni. Schermatura Azione dell involucro

2 Raffrescamento per evaporazione Raffrescamento per evaporazione Raffrescamento per evaporazione Raffrescamento per evaporazione Raffrescamento con evaporazione indiretta B. Grimshaw Padiglione inglese Expo Siviglia 92

diretta Zion Park Visitors Center Utah USA

Raffrescamento per evaporazione L acqua per

energia da ciò con cui è a contatto, compresa l

020 Enthalpy, 40% Btu/lb dry air 35 Aria in

dry a ir Più l aria esterna è secca meglio

3 Raffrescamento per evaporazione Raffrescamento per evaporazione Raffrescamento con evaporazione diretta Zion Park Visitors Center Utah USA Raffrescamento per evaporazione: tradizione Raffrescamento per evaporazione L acqua per evaporare deve ricevere energia (calore latente di evaporazione circa 2500 kj/kg). Evaporando quindi essa è in grado di estrarre energia da ciò con cui è a contatto, compresa l aria all interno di un edificio o nei suoi dintorni. Mashrabìya Egitto 50 80% % Enthalpy, 40% Btu/lb dry air 35 Aria in uscita % 25 RH Aria in 15 entrata Hu m idity ra tio, lb w a te r p er lb dry a ir Più l aria esterna è secca meglio funziona il sistema. La lunghezza del segmento è infatti maggiore Malqaf Egitto Salsabìl, la Zisa Palermo Dry bulb temperature, F Raffrescamento con evaporazione diretta

4 Inerzia termica Attenuazione delle oscillazioni di temperatura con la massa Inerzia termica Inerzia termica attenuazione ritardo

5 Inerzia termica Inerzia termica Mesa Verde - Colorado Mat-mata - Tunisia Inerzia termica Raffrescamento per ventilazione

6 Raffrescamento per ventilazione Raffrescamento per ventilazione ACCADEMIA DELLE ANTILLE, C. Hauvette & J. Nouel MARTINIQUE Raffrescamento per ventilazione della massa Raffrescamento per ventilazione della massa EASTGATE BUILDING, Pierce, Arup ZIMBABWE

7 Ventilazione naturale e comfort Funziona la ventilazione naturale? La dimensione dei carichi termici è fondamentale Captazione della radiazione solare Radiazione solare Guadagno diretto Radiazione solare Accumulo di energia Guadagno diretto

8 Radiazione solare Radiazione solare Guadagno indiretto: Muro di Trombe Guadagno isolato: serra Schermature Ombre e schermi

La tipologia di schermi solari La tipologia di schermi

del periodo il sole si trova in posizione diverse.

verticali sui fronti est e ovest Un bilancio di energia su

coefficiente di assorbimento, α emissività, ε coefficiente

9 La tipologia di schermi solari La tipologia di schermi solari: shading coefficient A seconda dell ora, del luogo e del periodo il sole si trova in posizione diverse. Schermature orizzontali sul fronte sud, schermature verticali sui fronti est e ovest Un bilancio di energia su una superficie Superfici fredde Le grandezze in gioco: coefficiente di assorbimento, α emissività, ε coefficiente di convezione termica, h conduttività termica, λ densità, ρ calore specifico, c porosità, φ

10 Emissività, assorbimento, riflessione Caratteristiche delle superfici di copertura r onde corte dissipatore ideale ε l =1 r c =0 Emissività, riflessione e assorbimento dei materiali r onde lunghe ε onde lunghe a onde corte assorbitore ideale ε l =0 a c =0 Valori di riferimento proposti da LEED - GBC L involucro «bianco» Effetti del verde L uso del verde azione su radiazione solare - ombreggiatura azione su emissione radiativa azione su moti aria barriera antivento evapotraspirazione calore latente di vaporizzazione azione su deposizione secca di inquinanti e PM10 azione di cattura CO 2 azione di emissione O 2 azione di protezione acustica azione psicologica Edificio commerciale a Davis - California

11 L uso del verde L evapotraspirazione 100% 43% Evapotraspirazione + Fotosintesi 15% Riflessione 70% Assorbimento 40% Convezione 17% Radiazione Le grandezze in gioco: 15% Trasmissione coefficiente di assorbimento, α emissività, ε Evapotraspirazione vegetazione e terreno L evapotraspirazione Involucro termoregolato: parete verde Superficie evaporazione riscaldamento dell aria Foresta di abeti 66,5 % 33,4 % Foresta di pini 64,8 % 33,8 % Querceto 70,0 % 30,0 % Faggeta 83,8 % 14,6 % Prato 78,8 % 16,2 % Città (calcolato) 15,0 % 60,0 % Una consistente percentuale dell energia solare incidente viene utilizzata nell evapotraspirazione e non rilasciata all aria

12 Involucro termoregolato: tetto verde L intorno termoregolato: copertura verde

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