08-AT_Gli Strumenti Naturali Del Progetto - Protezioni Solari_12-13 - Corso Architettura Tecnica

8/13/2019 08-AT_Gli Strumenti Naturali Del Progetto - Protezioni Solari_12-13 - Corso Architettura Tecnica

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Prof. Ing. Francesco Fulvi

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08-GLI STRUMENTI NATURALI DEL PROGETTO

6. PROTEZIONI SOLARI

Corso diArchitettura Tecnicaa.a. 2011-2012

Universit degli Studi di Parma

Facolt di Ingegneria

Corso di Laurea in Ingegneria Civile e Ambientale


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Corso di Architettura Tecnicaa.a. 2012/2013

Prof. Francesco FulviGLI STRUMENTI NATURALI DEL PROGETTO6. PROTEZIONI SOLARI

GLI STRUMENTI NATURALI DEL PROGETTO

1. FATTORI TERMICI2. FATTORI SOLARI3. DISPERSIONI4.

APPORTI5. ACCUMULO TERMICO

6. PROTEZIONE SOLARE7. VENTILAZIONE8. CLIMATIZZAZIONE


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5. ACCUMULO TERMICO

VEGETAZIONE PIANTE SUL TERRENO PIANTUMAZIONI IN COPERTURA PROTEZIONI STAGIONALI E GIORNALIERE PROTEZIONI REGOLABILI COPERTURE SPORGENTI TRAVI AGGETTANTI FRANGISOLE SCHERMI E GELOSIE FACCIATE SOLARI AUTOMATIZZATE SCHERMATURE INTERNE SCHERMATURE ESTERNE PANNELLI INTERNI PANNELLI ESTERNI


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5. ACCUMULO TERMICO

VETRI RIFLETTENTI VETRATURE A TRASMITTANZA VARIABILE VETRI COLORATI PARETI A PERLINE DI PLASTICA CLOUD GEL MODULATORI SOLARI


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6. PROTEZIONI SOLARIIn quasi tutti i climi, il comfort pu essere mantenuto mediante misure passive. Dove desiderato il raffrescamento in varie ore del giorno, in varie stagioni o durante tuttolanno, bisogna studiare con cura il modo pi appropriato.Le condizioni di caldo-umido, caldo-secco, secco-ventoso,ventoso-umido, ecc., impongono lapproccio da adottare. Spessoper soddisfare le variazioni stagionali o giornaliere, si dovrebbeusare una combinazione di schermatura, raffrescamento eventilazione.La SCHERMATURAdelle aree interne, esterne e circostanti di unedificio la prima linea dazione per ridurre laumento ditemperatura dovuto allaria ambiente o alla radiazione solareincidente. Limitando la quantit daccumulo di calore nella massatermica di un edificio, il carico di raffrescamento ridotto.

Un edificio appropriatamente progettato per il proprio climarichieder poca o nessuna energia tradizionale per ottenerecondizioni di comfort per la maggior parte degli usi.

In alcuni casi, gli edifici che producono calore conlilluminazione, le macchine, le attrezzature o icorpi degli abitanti richiedono di essere raffrescatio ventilati in tutte le stagioni, invece che riscaldatianche nei climi pi freddi


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VEGETAZIONE

Piantare alberi, cespugli o piante rampicantin e i p o s t i a d a t t i p u s c h e r m a r e

adeguatamente gli edifici in molti climi. Neltentativo di ridurre il guadagno solare di unedificio importante bloccare lenergia del

sole prima che raggiunga il vetro o le pareti.Una volta penetrato attraverso linvolucrodelledificio, il calore deve essere rimossodallinterno, il che pu richiedere misureaddizionali necessarie.

Gli alberi sepreverdi piantati a Nord deglie d i f i c i a g i s c o n o c o m e c u s c i n e t t i ,contribuendo a bloccare le bufere invernali, iventi e la neve. Essi possono inoltre agire

come raffreddatori evaporativi, abbassando latemperatura dellaria che passa tra le foglie.

Essi ombreggiano inoltre il terreno attorno agliedifici, impedendo laccumulo di calore nelsuolo e modificando cos il microclima. I

boschetti e le oasi illustrano questo effetto neiclimi caldi.


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PIANTE SUL TERRENO

Quando si desidera una veduta, opportuno piantare attornoalledificio bessi cespugli, arbusti ed erba. Essi riducono la

riflessione di energia solare da parte di strade, sentieripedonali, patio, sabbia e corpi dacqua. Annaffiati al mattino,questi cespugli raffrescheranno laria che vi passa accanto,

raffrescando evaporativamente larea attorno alledificio eriducendo gli effetti riscaldanti secondari.Gli alberi caducifogli, come gli alberi da frutto e le pianteornamentali, sono particolarmente adatti a essere piantati suilati sud, est e ovest o nei cortili degli edifici. In primavera,

estate e autunno, il loro fogliame interrompe il flusso di energiasolare prima che raggiunga il suolo, le finestre o le superfici deimuri. Queste specie perdono le foglie nel tardo autunno, e lacaduta delle foglie consente al calore del sole di riscaldare lesuperfici captanti, oltre che il suolo, riscaldando la terra intorno

agli edifici, sciogliendo la neve e facendo evaporare lacquasuperficiale.Per schermare le facciate a Est, Ovest e sud si possono

piantare rampicanti. Vasi di piante e di rampicanti sul tetto e sumuri creano schermi di foglie che ombreggiano le finestre e le

pareti. Un graticcio o un pergolato con piante rampicantiformer uno schermo analogo, che blocca il sole allo stessotempo lascia passare le brezze rinfrescanti


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PIANTUMAZIONI IN COPERTURA

In molti climi, sono utili tetti coperti di zolle erbose e piante rampicanti. Un tetto bencostruito, coperto di terra e piantato, pu non deteriorarsi mai. La terra impedisce flieffetti dannosi della luce del sole, del vento dei cicli gelo/disgelo e umido/secco sul

manto impermeabile.

Nei climi secchi, lirrigazione delle PIANTE SUL TETTO contribuir notevolmente araffrescare ledificio attraverso levaporazione. Un tetto umido disperder verso il cielonotturno il calore assorbito durante il giorno. Le piante sil tetto dovrebbero essere benirrigate per impedire che le radici si secchino e prevenire il pericolo incendi.Frutti, fiori, erba e foglie rendono la vita un pochino pi bella. Dovremmo incoraggiarela loro crescita dentro e intorno alle nostre abitazioni, specialmente dove

contribuiscono a mantenere una temperatura confortevole.

Per la maggior parte, le piante sono graziose da vedere,hanno un profumo gradevole, ossigenano, umidificano laria,e alcune sono buone da mangiare.


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Le diverse stanze di un edificioa v r a n n o d i v e r s i r equ i s i t i d ischermatura. Una camera da lettoesposta a sud pu aver bisognosoltanto di ventilazione durante il

giorno. Uffici, cucine e altre stanzedevono probabilmente essereschermate durante tutto il giorno,mentre altri ambienti possono aver

bisogno di essere schermati soltantoal mattino o durante il pomeriggio.

Nella maggior parte dei climi, il sole occidentale o pomeridiano quello piclado. Una schermatura speciale sul lato occidentale delledificio pu quindiessere indispensabile. Sul lato est, probabile che sia desiderabile menoschermatura, per lasciare che il sole porti via il freddo della notte e svegli lefamiglia.

A seconda della funzione interna e dellorientazione esterna il metodo, lafrequenza e il tipo di schermatura dovrebbero essere appropriatamente adattatie progettati in funzione delle esigenze giornaliere e stagionali.


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Giornata calda dautunno

Giornata fredda dautunno

PROTEZIONI REGOLABILI

Il tempo varia da un anno allaltro e da una settimanaall altra. E saggio progettare le PROTEZIONI

REGOLABILI. Gli aggetti e i grangisole fissi dovrebberoessere installati solo nelle posizioni in cui sono utilipermanentemente integrati con dispositivi regolabili per

adattarsi alle mutevoli condizioni.Le persiane verticali e orizzontali possono essere aperteper adattarle nel modo migliore a ogni momento delgiorno o della stagione. Dispositivi di regolazioneautomatica come lo Skylid, possono essere adattati in

modo da consentire che i frangisole inseguano eblocchino il sole durante tutto il giorno, garantendo sia laveduta che la schermatura in qualsiasi ora del giorno.

La prossima volta che assisterete ad una partita di

baseball, osservate i berretti dei giocatori: la forma elangolazione della visiera pu indicare la posizione delgiocatore rispetto al sole.


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COPERTURE SPORGENTI

Un modo semplice per bloccare il sole utilizzare unaschermatura consistente nellestensione della coperturadi un edificio. Alcuni difetti delle schermature esternesono che esse sono soggette agli elementi atmosferici erischiano di apparire posticcie, complicate o troppo

vistose potrebbe influire negativamente sullaspettodelledificio.

Nellemisfero boreale, gli AGGETTI sul lato nord sonogeneralmente inutili, tranne nei climi molto caldi, dove il

tetto funziona come ombrello schermando le pareti e ilterreno intorno alledificio.

Una schermatura sul lato sud generalmente il modo piefficace per impedire il guadagno termico estivo e,

ovviamente, schermature sui lati est e ovest possonoessere necessarie per soddisfare le condizioni locali.

Certi aggetti fissi minimi sono utili e, quando sonointegrati da pannelli regolabili scorrevoli o pieghevoli il

tetto e il suo aggetto possono essere la prima linea didifesa contro lintenso guadagno solare attivo.

scorrevole

Incernieratoin alto

Incernieratoin basso


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TRAVI AGGETTANTI

Gli indiano sole alto in cielo, una variet di cosepossono essere stese o appese a queste TRAVI

AGGETTANTI per schermare le pareti e le apertureesposte a sud, impedendo cos che nei muri si accumulipueblo spesso lasciano sporgere oltre la parete esterna

le travi che sostengono il tetto di terra delle loro case.Durante linverno, la luce del sole, non ostruita affluiscesulla parete sud, accumulando calore per la notte.

Destate, quando il troppo calore. Frasche, coperte, pali,frutta e verdure messe a seccare, o qualsiasi altra cosa si

possono facilmente installare o togliere a seconda delleesigenze su questo sistema di regolazione solare.

Certe piante rampicanti su pergole aggettanti si lato sud

sono schermature stagionali quasi perfette. Esseperdono regolarmente le foglie quando comincia la

stagione del riscaldamento, e in primavera, con il calore,le foglie spuntano di nuovo.

adobe

pali di sostegno

pali del tetto

pali della pergola


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FRANGISOLE

I FRANGISOLE, o persiane per la regolazione della luce, possono essere disposte in unavariet di configurazioni per far fronte o quasi tutte le situazioni.I FRANGISOLE FISSI si posso istallare dove lesigenza di regolare la luce e la veduta continua. I frangisole lasciano passare le brezze, mentre limitano il guadagno solare e

labbagliamento.I FRANGISOLE MOBILI o REGOLABILI sono usate dove richiesta una regolazione solarestagionale o giornaliera. Il tipo regolabile si presenta molto bene per escludere o accettare ilsole, la brezza o la veduta. Per le installazioni esterne, consigliato il metallo o il legnotrattato per resistere al vendo, ai raggi ultravioletti, alla pioggia, allessiccazione e alla neve.I FRANGISOLE A ELEMENTI VERTICALI funzionano bene per lasciare entrare le breze,consentire la vista e bloccare il sole per certi periodi del giorno. Per servire da parasole tutto

il giorno, bisogna regolarle di tanto in tanto. Quando sono fisse, funzionano meglio sui latiesposti a est e a ovest.I FRANGISOLE A ELEMENTI ORIZZONTALI possono schermare il sole destate per tutto ilgiorno e allo stesso tempo facilitare la veduta e il movimento daria. Essi funzionano meglio

sulle pareti esposte a sud. Si possono disporre a qualsiasi inclinazione, da quella verticale aquella orizzontale

Orizzontale

verticaleI FRANGISOLE COIBENTATI che possono essereorizzontali o verticali, quando sono chiuse contribuiscono a

impedire la dispersione di calore degli edifici


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SCHERMI E GELOSIE

Gli SCHERMI fatti di assicelle di legno, strisce di metallo, di blocchetti ci calcestruzzo,di laterizio, ecc. sono efficaci per ridurre la quantit di calore solare che raggiunge unasuperficie. Ovviamente, dovrebbero essere fatti di materiali resistenti alle intemperie.

Posti verticalmente, orizzontalmente o inclinati, gli schermi possonoridurre il guadagno solare nella misura desiderata dimensionando,distanziando o angolando correttamente il materiale della griglia.

Gli schermi non solo hanno il vantaggio di interrompere ilguadagno solare, ma riducono inoltre labbagliamento, lascianopassare le brezze, filtrano la luce, consentono vedute controllatee proiettano ombre intricate dal disegno piacevole che cambianocontinuamente.

Molti schermi possono essere tolti e

riposti facilmente in funzione degli usistagionali


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FACCIATE SOLARI AUTOMATIZZATE

I sistemi automatizzati, che usano motori controllati elettronicamente o fluidi motori acambiamento di fase, come il freon, possono essere molto efficaci per controllare ilguadagno solare degli edifici. Anche nei grandi edifici commerciali, i carichi di

riscaldamento e di raffrescamento possono essere notevolmente ridotti con pochissimaspesa. Configurazioni accuratamente progettate per esporre, schermare o isolare le

superfici dei muri possono minimizzare lesigenza di un impianto meccanico diclimatizzazione.Una regolazione computerizzata delle schermature esterne potrebbe regolareautomaticamente il guadagno o la dispersione di calore, finestra per finestra, stanza perstanza, parete per parete, per ottenere una regolazione zonale per le esigenze funzionali,luso dei locali e le variazioni di temperatura.

Ci consentirebbe una completa flessibilit in tutte le parti di un edificio complesso:ammettendo il calore quando ce n bisogno, ventilando quando necessario edescludendo il guadagno solare, i rumori, il vento, la dispersione di calore,labbagliamento, ecc. quando richiesto.Riscaldando e raffrescando gli edifici con questi mezzisi pu ridurre sostanzialmente il tempo difunzionamento dellimpianto di riscaldamento e si puridurre il fabbisogno energetico degli edifici.Questo approccio alla climatizzazione degli ambienti

crea unarchitettura pi efficiente e naturale, la suavitalit rispondendo con garbo alle leggi naturali.


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SCHERMATURE INTERNE

In molti casi, possono essere desiderabili SCHERMATURE INTERNE, tende, pannelli opersiane. Le schermature interne non sono soggette al vento e alle intemperie. Inoltre, se si

usano materiali adatti come membrane riflettenti e mobili e se chiudono bene, possonoessere efficaci come isolamento termico.Lo svantaggio delle schermature interne che il sole penetra attraverso la superficie vetrata,

mutando lunghezza donda quando colpisce la schermatura e intrappolando del calore chedeve essere subito dopo eliminato. Normalmente, per scaricare allesterno questariariscaldata, si possono usare finestre, aperture di ventilazione poste in alto o lucernari.La luce del sole una forza forte e sottile; i colori brillanti sbiadiscono con lesposizione ai raggiultravioletti e la plastica si degrada dopo un certo periodo di tempo. Anche le schermature

interne, usate per la regolazione solare, dovrebbero essere con materiali e colori resistenti agliultravioletti.Guide del tipo usato per la vela sulle piccole imbarcazioni sono utili per montare le schermaturesi siperfici orizzontali o inclinate.

Tenda

Guida discorrimento

Tenda

Guida discorrimento


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SCHERMATURE ESTERNE

Tetto

Vetro

Schermatura

avvolgibile

SCHERMATURE ESTERNE leggere e flessibili sono un altro modoper bloccare leccessiva radiazione solare. Molti materiali che sipossono arrotolare o piegare come tela, bamb, assicelle di legno,ecc. si possono montare sotto gli aggetti del tetto, su traviaggettanti, travi a sbalzo o supporti indipendenti. I vantaggi delle

schermature esterne sono la loro leggerezza, flessibilit edeconomicit. Esse possono essere regolate secondo le esigenze esono facili da togliere, riporre o tirare su sotto gli aggetti del tetto.Lampia variet di colori, tessiture e materiali disponibili pu esseresfruttata per creare molte diverse configurazioni ed effetti.

Le schermature esterne sono allamerc degli elementi e, in moltezone, possono essere necessaritiranti e intelaiature per impedireche sbattano o vengano strappate

dal vento.

Schermi avvolgibili di bamboo assicellelegate assieme, possono essere srotolatislunghi superfici vetrate inclinate perschermare e filtrare la radiazione solare.


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PANNELLI INTERNI

I PANNELLI INTERNI, che costituiscono un ottimoisolamento invernale, possono svolgere anche unaseconda funzione come schermature estive. Come perle schermature, i pannelli allora dovrebbero essereresistenti allazione della radiazione solare, facili da

aprire e chiudere, e consentire unadeguataventilazione in alto per permettere che laria riscaldatadal sole salga e venga scaricata allesterno. Se si pufar si che laria calda, uscendo svolga anche unaltrafunzione, come quella di seccare la frutta, asciugare labiancheria o cucinare il pranzo, si raggiunge la vera

essenza dellenergia solare passiva.

incernierato in alto pieghevole

pannelli a fisarmonica pannelli scorrevoli


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PANNELLI ESTERNI

Sezione: incernierato in basso

Pianta: incernierato di fianco

Pianta: scorrevole

I PANNELLI ESTERNI possono servire a unavariet di scopi. I pannelli esterni schermanti,

regolabili in funzione della variazione stagionaledegli angoli solari, possono anche servire dapannelli isolanti durante linverno o come riflettori

per dirigere la radiazione solare verso determinatipunti.

I pannel l i dovrebbero essere attaccatisolidamente e progettati in modo da non sbattere

o cigolare quando soffia il vento. Dovrebberoessere facili da aprire e chiudere, possibilmentedallinterno, in modo che gli abitanti sianoincoraggiati ad usarli. Fogli di metalli o di legnocompensato formano dei pannelli leggeri e allo

stesso tempo robusti, che possono conteneremateriali isolanti rigidi o sfusi. I pannelli possono

essere scorrevoli o montati su cerniere.


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Progettazione elementi oscuranti


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