ARCHITETTURA TECNICA III

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1 ARCHITETTURA TECNICA III APPROCCIO BIOCLIMATICO ALLA PROGETTAZIONE - PROGETTAZIONE BIOCLIMATICA; - IMPATTO SOLE-ARIA; - TECNOLOGIE SOLARI ATTIVE e PASSIVE. Ing. Nicola Bartolini nicola.bartolini5@unibo.it

2 TEMA DI PROGETTO

3 Analisi delle criticità (weakness) e potenzialità (strength) del contesto (area di studio-ambiti esterni) CRITICITA POTENZALITA /VALORI -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 -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?

4 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.

5 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. 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.

6 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.

7 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.

8 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.

9 CRITERI DISTRIBUTIVI IN RAPPORTO ALL IMPATTO SOLE-ARIA

10 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.

11 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.

12 QUANTA ENERGIA? 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). 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. 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).

13 RADIAZIONE SOLARE INCIDENTE (LAT. 40 N)

14 RADIAZIONE SOLARE INCIDENTE A DIVERSE LATITUDINI Impatto della radiazione solare alle diverse latitudini.

15 MA QUANTA ENERGIA? La quantità di energia irraggiata in estate è maggiore rispetto a quella irraggiata in inverno.

16 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.

17 IL DIAGRAMMA SOLARE SFERICO Diagramma solare sferico per una latitudine di 44.

18 IL DIAGRAMMA SOLARE CILINDRICO Angolo di altezza solare Angolo di azimuth

19 IL DIAGRAMMA SOLARE CILINDRICO Costruzione del Diagramma Solare cilindrico

20 IL DIAGRAMMA SOLARE CILINDRICO Costruzione del Diagramma Solare cilindrico

21 IL DIAGRAMMA SOLARE CILINDRICO Valutazione degli ostacoli presenti che possono generare ombreggiamenti

22 VALUTAZIONE DEGLI OMBREGGIAMENTI Shadow range (21 Dicembre)

23 ANALISI DELLA RADIAZIONE SOLARE INCIDENTE SU UNA FINESTRA POSTA SUD 21 Novembre ore Ottobre ore Agosto ore 12

24 ANALISI DELLA RADIAZIONE SOLARE INCIDENTE SU UNA FINESTRA POSTA SUD 21 Dicembre ore Giugno ore 12

25 COME PROTEGGERSI?

26 TEMA DI PROGETTO

27 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.

28 LOCALIZZAZIONE: vista a volo d uccello da SUD (fonte Bing Maps)

29 LOCALIZZAZIONE: vista a volo d uccello da EST (fonte Bing Maps)

30 LOCALIZZAZIONE: vista a volo d uccello da NORD (fonte Bing Maps)

31 LOCALIZZAZIONE: vista a volo d uccello da NORD (fonte Bing Maps)