facoltà di architettura di genova progettazione bioclimatica_modulo: sostenibilità ambientale

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1 _docente_andrea giachetta corso di progettazione bioclimatica - modulo: sostenibilità ambientale come tutti i mammiferi, gli esseri umani hanno un sistema termico naturale di regolazione che permette loro di adattarsi ad ambienti molto diversi fra loro l ipotalamo agisce come un termostato per regolare a 37 C i flussi di calore in entrata e in uscita dal nostro corpo in presenza di condizioni ambientali che si discostano da quelle che ci garantiscono il benessere, il nostro termostato permette una serie di risposte fisiologiche di adattamento (sudorazione, tremito muscolare,...) analisi bioclimatiche _ I parte al di là di un certo limite queste risposte di compensazione non sono però più sufficienti CONFORT TERMICO il confort termico si può definire come una sensazione di benessere in relazione all ambiente termico i parametri dai quali dipende il confort termico sono personali (attività, abbigliamento) e ambientali (temperatura dell aria, temperatura media radiante, velocità dell aria e umidità) temperatura dell aria: più della metà del calore del corpo umano è disperso per convezione nell ambiente, è per questo che la temperatura dell aria è di particolare importanza è il più immediato e semplice parametro di sensazione di caldo e freddo 1 temperatura media radiante: è la temperatura media delle superfici presenti nell ambiente: pareti, pavimento, soffitto e finestre; anch essa ha importanti ripercussioni sul confort dell uomo (può essere misurata con un globotermometro di Vernon) velocità dell aria: influenza le perdite di calore del corpo per evaporazione e convezione; se la temperatura dell aria è inferiore alla temperatura di confort un aumento della velocità dell aria provoca una maggiore dispersione di calore verso l ambiente umidità relativa dell aria: è un parametro strettamente collegato con la temperatura dell aria, soprattutto quando fa molto caldo un umidità relativa elevata (70-90%) provoca notevoli problemi di confort mettendo in relazione i diversi parametri alcuni autori hanno realizzato diagrammi sul confort termico (considerando, di norma, il confort dell 80% delle persone componente soggettiva) se si considerano insieme diversi parametri, il confort può essere descritto da grafici come il seguente...

2 se, ancora, si considerano l influenza dell irraggiamento solare e della ventilazione (all esterno)... diagramma bioclimatico di Olgyay che mostra la zona di confort in un ambiente interno per una persona vestita da interno che svolge attività di media intensità diagramma bioclimatico per la zona temperata degli USA (Olgyay) 2 uno dei principali fini di chi progetta architetture è garantire il confort - anche termico - 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 climatiche del sito di intervento

3 caratteristiche climatiche del sito di intervento: TEMPERATURA DELL ARIA PRECIPITAZIONI PRESSIONE ATMOSFERICA UMIDITÀ RELATIVA STATO DEL CIELO RADIAZIONE SOLARE MORFOLOGIA DEL TERRITORIO POSSIBILE ORIENTAMENTO DEL SITO, DEL LOTTO, DELL EDIFICIO TIPO DI SUOLO ALBEDO REGIME DEI VENTI... FENOMENI METEOROLOGICI vengono studiati e registrati da diversi enti preposti al loro rilevamento come: -Servizio Idrografico del Ministero dei Lavori Pubblici; -Ufficio centrale di meteorologia o Servizio Meteorologico dell Aeronautica Militare; -Aeroporti. dati sono riportati nelle norme UNI 10344, 10346, 10349,... in Liguria: -Ecozero; -SITAR (Servizi Informativi Ambientali Regionali); -CIMA (Centro di ricerca e monitoraggio ambientale) TEMPERATURA DELL ARIA dipende da altri fattori di tipo meteorologico e da fattori topografici varia con altitudine e latitudine (diminuendo proporzionalmente con la distanza dall equatore) l aria non viene scaldata direttamente dai raggi solari ma per conduzione e convezione dalla superficie terrestre valore minimo prima dell alba, valore massimo verso le 14.00; decresce con andamento più lento della crescita per studiare la temperatura dell aria nel lungo periodo: temperatura media massima (media delle temperature massime); temperatura media minima, temperatura media, temperature estreme (massima e minima) 3 PRECIPITAZIONI possono essere allo stato liquido (pioggia, rugiada) e solido (neve, grandine, brina) si rilevano con pluviometri che misurano la quantità (in mm) e la frequenza (in giorni di pioggia) la quantità si valuta calcolando lo spessore dello strato d acqua su superficie piana non assorbente e senza evaporazione; la frequenza si calcola in giorni di pioggia con precipitazioni superiori a un limite fissato (es. 1mm) PRESSIONE ATMOSFERICA poco risentita dagli esseri umani è di grande importanza perché causa spostamenti di masse d aria e influenza il regime dei venti UMIDITÀ RELATIVA rapporto % tra umidità assoluta (quantità di vapor acqueo contenuto in 1 mc d aria in un dato istante e punto dell atmosfera) e quantità massima che potrebbe esservi alla stessa temperatura in condizioni di saturazione legame tra umidità e temperatura sia perché con il cambiamento di temperatura cambia umidità sia perché umidificando si può raffrescare all interno di uno spazio 30% < umidità relativa < 70% in estate 30% < umidità relativa < 55% in inverno (altrimenti condensa)

4 STATO DEL CIELO definisce la quantità di cielo coperto da nubi, è importante per lo studio del riscaldamento solare e dell illuminazione naturale e influenza la temperatura dell aria viene rilevato a vista e misurato in ottavi o decimi di cielo o in % radiazione solare riscaldamento solare illuminazione naturale giorni sereni da 0 a 3 decimi giorni coperti da 7 a 10 decimi con cielo prevalentemente sereno maggiori escursioni termiche stagionali la radiazione solare è il flusso di energia emesso dal sole il sole irradia ad una distanza di circa 150 milioni di km dalla terra 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 è 1163 Kcal/mq di cui circa il 68% raggiunge la superficie terrestre (con l eliminazione della dannosa componente ultravioletta) 4 la radiazione solare può essere diretta o diffusa i parametri per valutare la radiazione solare incidente sono: quantità totale di radiazione solare che raggiunge la superficie terrestre dipende da latitudine, altezza sul livello del mare, stagione, ora e varia a causa dello stato del cielo soleggiamento assoluto: valutato con l eliografo misura il tempo in cui effettivamente i raggi solari raggiungono un punto sulla superficie terrestre (in decimi di ora) teorico: è il soleggiamento intercorrente tra la levata e il tramonto alla latitudine del luogo su un orizzonte piano e senza ostacoli relativo: è il rapporto tra i due

5 DIAGRAMMI SOLARI POLARI E CILINDRICI permettono la descrizione del moto apparente del sole alle varie latitudini 2 altezza solare 3 angolo azimutale DIAGRAMMA SOLARE CILINDRICO disegno del profilo dell orizzonte ostacoli lontani per il rilievo del profilo dell orizzonte si può usare il clinometro... 5 Calcolo della radiazione solare incidente La sovrapposizione del diagramma calcolatore della radiazione solare per orientamento e inclinazione della superficie data con il diagramma solare ci dà la stima dell energia guadagnabile in una data ora di un dato mese dell anno

6 Riduzione del soleggiamento: ostacoli vicini le maschere di ombreggiamento sono rappresentazioni dipendenti unicamente dalla geometria degli aggetti Riduzione del soleggiamento: ostacoli vicini La sovrapposizione di maschera d ombreggiamento e diagramma solare ci mostra l efficacia degli aggetti 6

7 Altri strumenti di controllo del progetto Meridiana orizzontale su modello di studio Formule trigonometriche per il calcolo dell ombreggiamento Cielo artificiale studio del soleggiamento con modello CAD 3d gnomone 7