Progettazione

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Progettazione
Orientamento dell’edificio
E’ fondamentale orientare in maniera corretta l’edificio in modo da ottimizzare lo sfruttamento della
radiazione solare nel periodo invernale e garantire condizioni di confort adeguate all’interno degli ambienti
minimizzando il ricorso agli impianti tecnici. Per fare ciò è necessario analizzare compiutamente il percorso
del sole.
In generale è opportuno:
• orientare l’asse principale dell’edificio secondo la direttrice Est-Ovest in modo da massimizzare la
superficie d’involucro esposta a Sud per sfruttare l’irraggiamento solare nel periodo invernale.
• evitare di orientare l’asse principale della costruzione secondo l’asse Nord-Sud in quanto risulta
difficile schermare nel periodo estivo la radiazione solare con conseguente possibile di sconfort
termico dovuto al surriscaldamento dell’aria negli ambienti interni.
Una buona esposizione sul lato sud riceve il massimo della radiazione in inverno, quando è più richiesta,
mentre in estate, quando il sole è alto, e i suoi raggi incidono ad angolo acuto a sulla superficie terrestre,
l'edificio riceve meno radiazione.
Radiazione globale giornaliera incidente su
superfici diversamente orientate
Direzione venti dominanti
Oltre al percorso apparente del sole deve essere valutata la direzione dei venti dominanti in quanto possono
causare un aumento delle dispersioni termiche attraverso l’involucro nel periodo invernale, poiché
favoriscono lo scambio termico convettivo.
E’ necessario pertanto minimizzare l’area delle superfici esposte.
Ombre portate da ostacoli naturali o costruiti
Per verificare se l’edificio sarà adeguatamente soleggiato, oltre a valutarne la posizione rispetto al percorso
del sole, è necessario verificare la possibilità che sia ombreggiato da ostacoli naturali (es. colline, montagne)
o artificiali (es. edifici adiacenti).
via felice casati 14, 20124 milano – tel +39 02 29401419 fax+39 02 20408296 – www.archandarch.it - [email protected]
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Forma dell’edificio
Lo scambio termico tra interno ed esterno di un edificio, avviene attraverso la superficie dell'involucro: tanto
più elevata è la superficie che racchiude il volume, tanto più elevato è lo scambio per essere
energeticamente efficiente un edificio deve avere: un basso indice di compattezza dato come rapporto tra
superficie e volume (S/V); in un edificio passivo dovrebbe essere inferiore a 0,6, per avere una forma
compatta, si deve quindi rinunciare a sporgenze e rientranze, balconi, terrazzi, verande si possono costruire,
purché all'esterno dell'involucro termico.
La forma dell’edificio, comunque, deve essere determinata in base alle caratteristiche climatiche del luogo in
cui verrà edificato. Nei climi estremi la forma tende a divenire compatta per una maggiore difesa dalle
condizioni ambientali non favorevoli.
Alle nostre latitudini la forma più indicata è quella a parallelepipedo che consente di controllare la
dispersione termica invernale e gli apporti di calore in estate, permettendo un adeguato sfruttamento della
radiazione solare nei mesi freddi.
Il D.Leg. 192 / 2005 stabilisce il fabbisogno di energia degli edifici proprio partendo dal rapporto S/V :
S = (mq) è la superficie che delimita verso l’esterno il volume riscaldato (o verso ambienti non riscaldati)
V = (mc) è il volume lordo delle parti dell’edificio riscaldate
La tabella indica il fabbisogno annuo di energia primaria per la climatizzazione invernale per metro
quadro di superficie utile dell’edificio espresso in Kwh/mq anno
zona climatica
A
B
C
D
E
F
Rapp.
Fino a
a
a
a
a
a
a
a
a
oltre
600
601
900
901
1400
1401
2100
2001
3000
3000
S/V
GG
GG
GG
GG
GG
GG
GG
GG
GG
GG
Kwh/mq
Kwh/mq
Kwh/mq
Kwh/mq
Kwh/mq
Kwh/mq
Kwh/mq
Kwh/mq
Kwh/mq
Kwh/mq
< 0,2
10
10
15
15
25
25
40
40
55
55
> 0,9
45
45
60
60
85
85
110
110
145
145
Per valori sS/V compresi nell’intervallo 0,2 – 0,9 e, analogamente, per gradi giorno (GG) intermedi ai
limiti delle zone climatiche riportati in tabella si procede mediante interpolazione lineare
Distribuzione spazi interni
La distribuzione degli spazi interni deve avvenire in base alla funzione di ognuno di essi. I locali
maggiormente utilizzati nel periodo diurno devono essere collocati preferibilmente sul fronte Sud, in modo da
poter sfruttare nel periodo invernale gli apporti di calore dovuti alla radiazione solare.
I locali di servizio (bagni, garage, magazzino) vanno collocati a Nord, lungo il lato freddo della costruzione, in
modo da fungere da spazio cuscinetto.
Le camere da letto possono essere orientate ad Est, mentre è da evitare il lato Ovest, critico nel periodo
estivo in quanto nelle tarde ore pomeridiane si rischia il surriscaldamento dell’aria interna. In tale periodo
infatti il sole segue una traiettoria bassa sull’orizzonte ed è difficilmente schermabile.
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Superfici trasparenti
I componenti vetrati dell’involucro regolano il flusso dell’energia termica solare e della luce.
La forma geometrica delle aperture determina la capacità dell’edificio di sfruttare il guadagno termico solare
gratuito.
E’ consigliabile che le finestre abbiano:
• sul fronte Sud uno sviluppo verticale
• sul fronte Est e Ovest uno sviluppo orizzontale
Dall’ubicazione dell’apertura sulla parete dipende l’uniformità della distribuzione dell’energia in ambiente.
E’ consigliabile che le finestre siano collocate:
• in prossimita’ degli spigoli delle pareti a Est e Ovest
• in asse alla parete nei vani a Sud
Da simulazioni al computer si è potuto capire che:
- la superficie ottimale delle vetrate sul lato sud è dell'ordine del 40% della superficie complessiva
della facciata,
- un aumento della superficie vetrata oltre il 50% della superficie complessiva della facciata sud non
aumenterà in modo significativo i guadagni solari in inverno e quindi influirà solo in misura
trascurabile sul fabbisogno termico. Per contro in estate si avvertirà un surriscaldamento
temporaneo dei locali che ridurrà sensibilmente il benessere termico
- una riduzione della superficie vetrata al di sotto dell'optimum riduce il pericolo di surriscaldamento
in estate, ma riduce anche l'illuminazione naturale e aumenta quindi i consumi energetici
dell'illuminazione artificiale.
Anche le finestre orientate verso ovest richiedono una particolare attenzione infatti:
- non migliorano molto il bilancio energetico invernale,
- in estate contribuiscono notevolmente al surriscaldamento più di quelle orientate verso sud e quindi
devono essere dotate di efficaci sistemi di ombreggiatura.
Schermature
Le schermature solari hanno un ruolo fondamentale nel controllare
l’ingresso della radiazione solare in ambiente e quindi nell’evitare
nel periodo estivo il surriscaldamento dell’aria nei locali interni.
In generale devono:
• consentire la penetrazione in ambiente della radiazione
solare durante l’inverno
• impedire la penetrazione in ambiente della radiazione
solare durante l’estate
Le schermature solari esterne sono quelle maggiormente efficaci e
devono essere costituite da:
• elementi orizzontali se poste sul fronte Sud
• elementi verticali se poste sui fronti Est e Ovest
Le schermature interne sono poco efficaci in quando schermano la
radiazione solare quando è già penetrata in ambiente.
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Strutture – Ponti termici
Le strutture non incidono sul risparmio energetico di un edificio, ma bisogna evitare che abbiano funzione di
ponte termico.
Si ha un ponte termico dove il comportamento termico di una parte dell'edificio è considerevolmente
differente rispetto a quello di parti circostanti, il che porta ad un incremento delle perdite di calore e può
provocare la diminuzione di temperatura della superficie interna dell'edificio tale da causare rischi di
condensazione superficiale.
I ponti termici sono normalmente presenti in corrispondenza di travi, pilastri, davanzali, balconi ed in genere
in presenza di accoppiamenti tra materiali di tipo diverso (es.: murature miste in laterizio e pietra).
In sintesi le cause principali di un ponte termico sono:
presenza di materiali diversi nella sezione dell'edificio (es. muratura di tamponamento in mattoni con
struttura in cemento armato).
discontinuità geometrica nella forma della struttura (es. angoli).
interruzioni dello strato di isolamento termico (es. pilastri, travi marcapiano, serramenti, ecc.).
Poiché i ponti termici possono rappresentare fino al 30% del calore totale disperso, è essenziale che la loro
azione venga neutralizzata con un’adeguata coibentazione. Inoltre, le variazioni cicliche della temperatura
superficiale da essi causate provocano una polverizzazione dei materiali della struttura. E' stato osservato
come nel 44% dei casi questi danni superficiali siano dovuti alla presenza di ponti termici.
Isolamento delle tubazioni degli impianti
Oltre alle strutture è necessario intervenire sugli impianti, sia di climatizzazione che di produzione dell’acqua
calda sanitaria, con la coibentazione delle tubazioni che trasportano il fluido termovettore e l’acqua calda.
Questo intervento, oltre ad essere un ben preciso obbligo di legge per impianti realizzati a partire dal 1977,
consente di risparmiare una considerevole quota dell’energia dispersa complessivamente dal sistema
edificio impianti.
La coibentazione deve essere effettuata con materiali idonei (generalmente si utilizzano manicotti isolanti in
poliuretano, polistirene e polietilene espansi, in genere a celle chiuse che consente un migliore isolamento) e
con gli spessori indicati, a seconda della posizione delle tubazioni rispetto alle strutture, dal DPR 412/93.
Ventilazione
Una corretta ventilazione dei locali interno nel periodo estivo è fondamentale per mantenere un adeguato
livello di comfort termico. E’ necessario creare una corrente d’aria controllata in modo da raffrescare le
superfici interne.
In generale il flusso d’aria deve entrare dal basso e uscire dall’alto.
Le aperture devono:
• essere collocate corrispondenza fronti sopravvento e sottovento
• essere perpendicolari alla direzione del vento (+ o - 30°)
• essere definite in modo che quelle sottovento siano più piccole di quelle sopravvento
Un’efficace ventilazione in ambiente può essere ottenuta attraverso i camini, sfruttando l’effetto per cui l’aria
calda a minore densità sale verso l‘alto.
ventilazione naturale
ventilazione a camino
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