. p i S l i b Funzionamento inv ernale diurno E t i g a solar serre a C guadagno diretto La serr

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1 La serra solare 48 La serra potrà richiedere, al variare di ciascuna di queste condizioni, la regolazione di alcune parti, senza la quale le prestazioni della stessa potrebbero essere compromesse o addirittura dannose. Alcune di queste regolazioni potranno essere affidate a sistemi automatici ma, per la maggior parte, proprio perché la serra è a tutti gli effetti uno spazio della casa e poiché pertanto interagisce fortemente con le abitudini e la sensibilità degli utenti, specie nelle serre domestiche, saranno da preferire regolazioni manuali. È importante, nel progetto della serra, prevedere e progettare quale sarà il ruolo dell utenza nel funzionamento del dispositivo solare. Per esempio non potrà essere indifferente progettare una serra per una famiglia che abita tutto l anno la casa e progettare per una casa di vacanza occupata solo stagionalmente o magari solo nei fine settimana. Per descrivere il funzionamento della serra dovremo innanzitutto descriverne il regime di funzionamento diurno ed il regime notturno. Inoltre sarà indispensabile distinguere tra regimi estivi e regimi invernali. Per quanto riguarda il funzionamento invernale, per maggiore chiarezza, si descriveranno i regimi di funzionamento per ciascuna tipologia di serra descritta al paragrafo precedente Funzionamento invernale diurno L assetto diurno durante i mesi invernali è caratterizzato dal tentativo di massimizzare la captazione. La possibilità di captare energia è legata alla quantità di radiazione presente in un preciso momento. L energia che raggiunge la superficie terrestre in un certo momento della giornata è condizionata dalla latitudine dalle condizioni di copertura nuvolosa e dalla limpidezza dell atmosfera. L intensità ed il tipo di radiazione possono variare molto da un giorno all altro o addirittura a distanza di pochi minuti, per esempio durante le giornate caratterizzate da nuvolosità sparsa. Nelle regioni del nord Italia, durante le ore centrali di una giornata serena invernale potremo avere valori di radiazione, misurati su una superficie verticale orientata a sud, che si aggirano intorno ai 300 Wh/m 2, di cui circa l 80% è costituito da radiazione diretta. Nello stesso periodo ma in una giornata nuvolosa i valori possono essere dimezzati con un rapporto del 40% circa di radiazione diretta. Durante una giornata nebbiosa i valori possono essere inferiori a 15 Wh/m 2 con una percentuale del 100% di radiazione diffusa. Anche se la serra produce i massimi benefici in presenza di radiazione diretta, se le temperature esterne non sono particolarmente basse e l involucro trasparente è sufficientemente isolante, la serra potrà avere un bilancio energetico positivo anche durante una giornata coperta. L assetto invernale captante è dunque caratterizzato ovviamente dalla totale chiusura della parte dell involucro trasparente. Per quanto riguarda i dispositivi di scambio termico con l ambiente, le serre a guadagno diretto potranno essere connesse allo spazio adiacente solo quando

2 Fig Regime invernale diurno guadagno diretto. la temperatura all interno della serra sarà uguale o superiore a C e saremo in presenza di bilancio termico positivo. Nel caso la temperatura non raggiunga i valori minimi la serra, costituendo uno spazio tampone, avrà comunque la funzione di ridurre le dispersioni verso l esterno (Fig. 4.11). Le serre a scambio convettivo, analogamente, attiveranno lo scambio d aria con gli ambienti adiacenti quando la temperatura dell aria sarà superiore a quella degli ambienti stessi. Questo potrà essere fatto attraverso l apertura di serramenti che collegano con la serra, attraverso l attivazione manuale o automatica di valvole o griglie di ventilazione oppure attraverso l attivazione automatica di elettroventole comandate da un termostato posto nella serra, per il pompaggio dell aria calda verso ambienti situati sul lato nord oppure ad un piano diverso da quello della serra (Fig. 4.12). Le serre a scambio radiativo presentano una possibilità di regolazione meno precisa. Il muro di divisione serra/locale adiacente è costituito da un muro che scambia con gli ambienti circostanti principalmente in maniera radiativa. Esso Fig Regime invernale diurno scambio convettivo Principi di funzionamento

3 La serra solare 50 Fig Regime invernale diurno scambio radiativo. assorbirà la radiazione proveniente dai corpi più caldi (principalmente il sole) ed emetterà radiazione infrarossa verso i corpi più freddi. In questo caso il muro, quindi, racchiude in sé la funzione di accumulatore e di sistema di distribuzione del calore. Durante il giorno, pertanto, bisognerà massimizzare l esposizione del muro alla radiazione. Il lato irraggiato dal sole assorbirà la radiazione scaldandosi. Il calore si propagherà verso l interno della muratura ad una velocità che dipende dal tipo di materiale. Se la giornata sarà sufficientemente soleggiata e lunga da produrre il riscaldamento di tutto lo spessore murario fino a portare la superficie interna, verso il locale retrostante, ad una temperatura superiore a quella dell aria e delle altre pareti del locale, il muro di accumulo comincerà ad irraggiare verso questi corpi più freddi. Durante le ore diurne, pertanto, si cercherà semplicemente la massima esposizione della muratura alla radiazione (Fig. 4.13) Funzionamento invernale notturno L assetto notturno durante i mesi freddi è caratterizzato fondamentalmente dal tentativo di minimizzare le dispersioni della serra verso l esterno. Dispersioni eccessive causano il raffreddamento rapido dell aria e delle masse termiche contenute nella serra impedendodi sfruttare il calore accumulato durante le ore di sole. La quantità di energia dissipata dipende dalle caratteristiche dell involucro, in particolare la parte trasparente sarà la fonte principale di dispersioni. A tal fine, oltre a disporre di serramenti che garantiscono un buona tenuta, è utile dotare la serra di dispositivi isolanti mobili: solitamente tende isolanti o pannelli rigidi rimovibili. La posizione di questi dispositivi è legata al tipo di serra. Le serre a guadagno diretto dovranno possedere una buona capacità isolante che dovrà essere concentrata esclusivamente in corrispondenza dell involucro. Poiché la serra stessa fa parte dei locali abitati, e potrebbe essere abitata anche durante le ore serali, le tende o i pannelli isolanti dovranno essere applicati preferibilmente sul lato interno dell involucro trasparente (Fig. 4.14).

4 Fig Regime invernale notturno serra a guadagno diretto. Le serre a scambio convettivo possiedono una superficie di separazione tra la serra ed i locali abitati. Quando la temperatura dell aria all interno della serra sarà scesa al di sotto di quella dei locali abitati lo scambio convettivo dovrà essere interrotto. Durante la maggior parte delle ore notturne, dunque, sarà opportuno ridurre al minimo le dispersioni di calore dal locale abitato verso la serra pertanto tutti i dispositivi di scambio convettivo saranno non operanti. Per la stessa ragione l elemento di separazione tra serra e abitazione, sia nelle sue parti opache che trasparenti, dovrà possedere una buona capacità di isolamento termico utilizzando, per esempio, doppi vetri per i serramenti e pareti con isolamento interno o intermedio per le murature. La velocità di raffreddamento dell aria della serra comunque dipende dalle proprietà isolanti del suo involucro, pertanto, anche se in misura minore rispetto al caso della serra a guadagno diretto, anche in questo caso potranno essere utili dispositivi d isolamento mobili applicati sull involucro esterno come quelli indicati per le serre a guadagno diretto (Fig. 4.15). Fig Regime invernale notturno serra a scambio convettivo Principi di funzionamento

5 Serra addossata Serra incorporata o a loggia Serra semi incorporata Fig a: Immagine tratta da L architecture d aujourd hui n. 209, giugno 1980; b: Immagine tratta da Georg W. Reinberg, Architetture di Georg W. Reinberg, Alinea Editrice s.r.l., Firenze 1998; c: Immagine di Zanoni Architekten. a b c 95 6 Scelte di orientamento, tipologiche e geometriche

6 La serra solare 96 Serra incorporata angolare Serra incorporata con copertura trasparente Serra incorporata con fianchi semi incassati a c e Fig a: Immagine tratta da Project Monitor, issue 7, Directorate General XII for Science Research & Development, Commission of the European Communities; b: Fig. Immagine tratta da Georg W. Reinberg, Architetture di Georg W. Reinberg, Alinea Editrice s.r.l., Firenze 1998; c: Immagine tratta da Ville e Giardini n. 300; d: Immagine dell autore; e: Immagine di Arch. D. Serino; f: Immagine tratta da Georg W. Reinberg, Architetture di Georg W. Reinberg, op. cit. b d f

7 8 Schede casi studio 1 1 Materiali tratti dalla tesi di Laurea: La certificazione energetica delle serre solari, autore Lucia Fringuello, relatore Arch. Claudio Zappone, Politecnico di Milano, settembre Schede casi studio

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