l uso degli elementi naturali nel controllo delle condizioni climatiche di un sito IL CONTROLLO DELLA RADIAZIONE SOLARE

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1 facoltà di architettura di genova_docente_andrea giachetta corso di progettazione bioclimatica - modulo: sostenibilità ambientale l uso degli elementi naturali nel controllo delle condizioni climatiche di un sito IL CONTROLLO DELLA RADIAZIONE SOLARE in termini molto generali: del 100% della radiazione solare incidente il 20% viene riflessa il 5% viene assorbita per fotosintesi il 10% viene trasmessa il 65% viene riemessa come calore sensibile e latente la maggior parte del calore è dissipata dalle piante attraverso l aria come: calore sensibile (CS) (radiazione infrarossa, convezione) calore latente (CL) (attraverso i processi di traspirazione dell acqua del metabolismo vegetale) la componente sensibile aumenta la temperatura dell aria mentre quella latente la diminuisce oltre che per traspirazione le piante dissipano calore anche per evaporazione dal terreno e dalle foglie l evapotraspirazione è un processo molto importante nel controllo microclimatico perché l acqua per evaporare utilizza il calore dell aria ambiente diminuendone la temperatura l effetto generale degli scambi energetici delle piante è che gli spazi verdi giocano un ruolo determinante nella moderazione del microclima urbano in condizioni di assenza di vento, in un centro urbano si determina una brezza esternointerno che tende a concentrare lo smog nel centro urbano stesso (1), le strutture verdi urbane (concentrate e diffuse) puliscono e raffrescano l aria innescando brezze che vanno dal verde al costruito (3) e che evitano concentrazioni di smog (2)

2 la vegetazione a foglia caduca esercita anche un importante azione stagionale di controllo della radiazione solare permettendo ombreggiamento estivo sia degli edifici sia degli spazi aperti senza impedire d inverno la penetrazione dei raggi solari

3 la forma (o portamento) degli alberi determina la quantità d ombra le diverse forme degli alberi possono essere schematizzate in figure che permettono di calcolare, con metodi grafici, la geometria dell ombreggiamento prodotto classificazione di alcune essenze vegetali - comunemente utilizzate - per tipo di portamento le diverse specie vegetali hanno diversi coefficienti di ombreggiamento estivo ed invernale che dipendono da fattori quali: il portamento, il fogliame, ecc. il coeff. di ombreggiamento esprime la percentuale di trasmissione dei raggi solari: più è alto maggiore è la radiazione trasmessa da un punto di vista bioclimatico (in relazione al controllo della radiazione solare) sono migliori quelle specie con basso coefficiente di ombreggiamento estivo e alto invernale alcuni studi hanno permesso di valutare questi coefficienti nelle piante decidue, alla fine del ciclo vegetativo, le foglie si staccano dai rami per un utilizzo bioclimaticamente corretto sarebbe ideale che il ciclo di fogliazione defogliazione fosse in fase con la domanda di raffrescamento / riscaldamento ciò avviene sempre per le specie autoctone, ma la maggior parte delle specie ornamentali diffuse in Italia non sono autoctone occorre per questo una buona conoscenza delle specie che si intendono utilizzare e conviene comunque scegliere: specie a stagione vegetativa breve nei climi freddi e specie a stagione vegetativa lunga nei climi caldi occorre anche considerare il......fattore di accrescimento usando piante a crescita rapida o piantando esemplari già cresciuti poiché i costi delle piante già cresciute sono di norma alti, e più onerose le operazioni di trapianto e trasporto......conviene: -ricorrere a impianti misti con specie definitive a crescita lenta e provvisorie a crescita rapida, da spiantare in un periodo successivo -abbinare agli impianti a crescita lenta protezioni tecnologiche leggere (tende, cannicci, ecc.) da eliminare solo in un secondo tempo

4 IL CONTROLLO DELLA VELOCITÀ E DELLA DIREZIONE DEL VENTO la vegetazione può contribuire notevolmente al controllo dei flussi di vento diminuendone la velocità o deviandone il percorso gli effetti della vegetazione sul vento sono difficili da valutare ma si possono utilizzare a modello le linee guida dedotte dai diversi studi effettuati sul tema per le barriere frangivento la soluzione migliore è quella di usare barriere di media permeabilità che possono essere ottenute con associazioni vegetali comuni e realizzate con filari di alberi alti con arbusti interposti la maggiore efficienza si ha quando il vento è perpendicolare alla barriera reti frangivento TENAX MONOTEX 50 in polimeri

5 nei climi mediterranei... di norma... in inverno occorre una protezione generalmente da N-E, N-O per la quale si possono utilizzare sempreverdi (anche perché non contrastano il soleggiamento) in estate si possono utilizzare a S-E e S-O barriere vegetali permeabili con essenze ad elevata evapotraspirazione per ottenere il raffrescamento delle brezze oppure si possono incanalare i venti per avere effetto refrigerante le modifiche dei flussi di vento intorno agli edifici possono contribuire alla riduzione dei consumi energetici minimizzando le infiltrazioni d aria d inverno e massimizzando i flussi refrigeranti in estate

6 VARIAZIONI DELL UMIDITÀ RELATIVA la vegetazione oltre a modificare la radiazione solare e i flussi di vento può contribuire ad immettere nell ambiente vapor d acqua prodotto per evapotraspirazione l aumento di umidità prodotto è più sensibile alla sera e può influire sulle condizioni microclimatiche in presenza di consistenti masse vegetali la capacità delle piante di intercettare l umidità e le precipitazioni e di ritenerle con la porosità del suolo contribuisce a diminuire i problemi di erosione del suolo ma serve anche a protrarre nel tempo i processi evaporativi l aumento dei processi evaporativi, combinato con l ombreggiamento, contribuisce a ridurre in modo anche rilevante la temperatura ambiente per dare un idea... un faggio di 100 anni, in una calda giornata estiva, libera (trasferisce) acqua nell atmosfera in quantità tale da modificare l umidità dell aria dal 40 al 70% e quindi modificando il microclima di un volume di 8000 mc con un azione paragonabile a quella di 5 piccoli condizionatori che lavorano per 20 ore l abbassamento della temperatura può arrivare a 3,5 gradi in una via alberata si può arrivare fino a 6 gradi = CONTROLLO DEL RUMORE la riduzione del rumore permessa da barriere vegetali è piuttosto modesta in media 0,1 db 0,2 db per metro di spessore della barriera per avere riduzioni apprezzabili (da 5 a 10 db) occorrono barriere tra i 40 e i 100 metri tuttavia l effetto psicologico e l arricchimento del paesaggio sonoro, che comportano le barriere vegetali, rende l impiego del verde utile anche nel caso di inquinamento acustico di norma è preferibile che la barriera sia a ridosso della fonte di produzione del rumore MODIFICHE DELLA COMPOSIZIONE DELL ARIA funzioni principali della vegetazione: -assorbire sostanze inquinanti, -filtrare particolato solido, -fissare batteri dall aria, -indicare la presenza di inquinanti, -produrre ossigeno per fotosintesi riducendo l emissione di CO2

7 quantità di polvere trattenuta dalle foglie per diverse essenza urbane esempio: quantità di microbi contenuti in 1 mc d aria in diversi siti di Parigi il posizionamento degli elementi vegetali condiziona il controllo degli inquinanti QUALITÀ DELL ACQUA E PROTEZIONE DEL SUOLO la vegetazione può costituire in natura un sistema di depurazione dell acqua ed è impiegata per la depurazione delle acque grigie e bianche (fitodepurazione) la vegetazione, con la sua struttura radicale e fogliare, esercita un azione molto importante di protezione del suolo dall erosione superficiale CONSERVAZIONE DELLA VITA ANIMALE la vegetazione è necessaria per lo sviluppo della vita animale negli ambienti urbani la presenza di insetti e vertebrati è essenziale per la catena alimentare dell ecosistema urbano che, per funzionare, ha bisogno di spazi verdi tra loro connessi con strade verdi (che funzionano come corridoi ecologici cfr. lezione) PRODUZIONE DI BIOMASSA la vegetazione produce una elevata quantità di: biomassa (utilizzabile per compostaggio, combustione, materia prima,...) uno studio del Comune di Torino ha dimostrato che lo scarto di un ciclo di potatura sulle alberature stradali della città rende teoricamente disponibile un potenziale energetico pari a 4000 tonnellate equivalenti di petrolio prodotti edibili il verde urbano può divenire anche un sistema di produzione alimentare (caso di Lione) Nîmes, Liceo Lamour

8 BENEFICI PSICOLOGICI la psicologia ambientale ha largamente indagato sulla capacità della vegetazione di stabilizzare condizioni psicologiche instabili (Bonnes, Secchiaroli, Ardone,...) la vegetazione può creare privacy o, al contrario, può catalizzare attenzione può creare situazioni di confort visivo parallelamente alla riduzione dell abbagliamento e al controllo del microclima Barcellona, Rambla Catalunya: estate (sopra), inverno (sotto) gli esempi di seguito riportati mostrano come l inserimento di elementi vegetali in contesti urbani comporti una regolarizzazione della temperatura ambiente mitigando le sue oscillazioni giornaliere sia in inverno che in estate (e anche quelle stagionali) Barcellona, Piazza Mossèn Clapés estate inverno Cergy Pontoise Central Office Building De Te Mobil, Bonn

9 Piano, Parigi; Rue de Meaux parcheggi Expo di Siviglia alcuni riferimenti bibliografici: Gianni Scudo, José Manuel Ochoa De la Torre. Spazi verdi urbani: la vegetazione come strumento di progetto per il confort ambientale. Se, Napoli, 2003 Marcello Marocco, Fabrizio Orlandi. Qualità del comfort ambientale. Dedalo, roma, 2000 Thies Schröder. Changes in Scenery: Contemporary Landscape Architecture in Europe. Birkhäuser, 2001 Lucia Milone. Il verde urbano. Liguori, napoli, 2003