Luogo Clima Progetto

Clima
&
Progetto
Le informazioni da acquisire in sede preliminare non supportano la sola fase
iniziale ma sono utili in ogni passaggio decisionale, fino al progetto
esecutivo e oltre, nella gestione dell’intervento realizzato
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Progetto
I metodi di analisi devono avere un carattere “speditivo”
I dati raccolti diventano strumenti di progetto, capaci di orientare le scelte
Una volta strutturati, costituiscono il “codice genetico” del sito, contenente:
•
•
•
•
•
•
le condizioni climatiche locali;
i caratteri fisici del territorio;
la morfologia urbana;
i caratteri insediativi;
la dotazione infrastrutturale dell’insediamento;
i caratteri morfologici e costruttivi degli edifici;
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I dati provengono da fonti diverse e sono archiviati su differenti supporti
si distinguono:
•
•
•
•
•
dati statistici
immagini cartografiche
notizie bibliografiche
rilievi diretti
rilievi strumentali
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Le emergenze territoriali (naturali e antropiche) interagiscono con l’insediamento edilizio in
modo diretto e indiretto.
•
Le ostruzioni e i manufatti edilizi o infrastrutturali (arterie di comunicazione, viadotti,
massicciate ferroviarie) possono limitare la visibilità da e verso l’esterno o generare inquinamento
acustico e ambientale.
•
I rilievi naturali, le grandi superfici a verde, i bacini idrici, possono indurre variazioni
climatiche locali (aumento del tasso di umidità, diminuzione della temperatura dell’aria,
accentuazione o attenuazione della velocità del vento, creazione di ombre di vento o vortici che
possono favorire fenomeni di riciclaggio di eventuali effusioni inquinanti provenienti dagli stessi edifici)
Il fenomeno del riciclaggio può dipendere da molti altri fattori tra cui la distanza reciproca tra gli edifici, la loro forma e disposizione in rapporto alla direzione dei
venti. Si segnala in proposito l’interessante trattazione che ne fa M. Nicoletti in “Architettura ecosistemica”, Gangemi, Roma 1998.
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I dati climatici consentono di valutare le modalità delle interazioni che si instaurano tra edificio
e contesto, si può ad esempio:
1.
descrivere l’azione locale del vento in funzione della tipologia dell’insediamento e della
sua collocazione nel territorio;
2.
valutare i livelli di aggressività degli agenti atmosferici sulle superfici di involucro;
3.
elaborare le più opportune strategie progettuali e individuare le soluzioni costruttive per
il controllo climatico passivo;
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La disponibilità di dati climatici sistematici è molto ampia, in Italia, le fonti accreditate sono:
1.
2.
3.
4.
5.
bollettini diramati dalle stazioni meteo dell’Aeronautica Militare, dislocate negli scali
aeroportuali militari,
tabelle climatiche elaborate dall’UNI (Ente di Unificazione Italiano),
dati resi disponibili dal CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche)
dati statistici raccolti dall’ISTAT (Istituto Italiano di Statistica.)
stazioni di rilevamento meteo dei diversi enti che supportano le attività agricole e marittime
sul territorio italiano.
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Temperature massime e minime mensili
L’andamento medio delle temperature mostra gli sbalzi termici giorno/notte e quelli stagionali per i periodi
critici per il riscaldamento e il raffrescamento degli ambienti interni.
Inoltre il livello termico dell’aria associato al tasso di umidità e alla ventilazione da conto dei livelli di comfort
percepiti dall’utente.
Riportando temperatura e umidità nel diagramma bioclimatico di Givoni, si apprezzano i livelli di comfort e si
individuano quali sono i parametri su cui intervenire per ripristinare condizioni di benessere termoigrometrico
accettabili.
Temperature medie mensili - stazione meteo di Napoli Capodichino, (periodo 1984/1989)
È opportuno rappresentare questi dati in forma grafica per dare una immediata rappresentazione degli
andamenti nei diversi periodi dell’anno.
La fonte di riferimento è l’ISTAT con gli annuari di statistiche meteo che riportano i dati rilevati nelle stazioni
meteo dell’Aeronautica Militare collocate presso i principali aeroporti italiani.
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Temperatura media mensile convenzionale
Le temperature medie convenzionali si possono utilizzare per il calcolo dei fabbisogni energetici in accordo
con la normativa vigente del nostro paese.
Questi dati sono reperibili nella norma UNI 10349 (Riscaldamento e raffrescamento degli edifici – Dati
Climatici).
L’UNI riporta le temperature medie per provincia e per ogni mese dell’anno (con quota sul livello del mare); in
base a questi dati è possibile calcolare la temperatura media mensile di qualsiasi altra località del territorio
nazionale utilizzando la formula:
Te = Tef – (z – z r) *
Dove:
Tef = temp. del capoluogo di provincia più vicino in linea d’aria e sullo stesso versante geografico della località considerata
z
= altitudine s.l.m. della località considerata
z r = altitudine s.l.m. della località di riferimento
= gradiente verticale di temperatura (indice riportato in tabella in funzione della zona geografica)
ZONA GEOGRAFICA
( C/M)
Italia settentrionale transpadana
1/178
Italia settentrionale cispadana
1/200
Italia centrale e meridionale
1/147
Sicilia
1/174
Sardegna
1/192
Gradiente verticale di temperatura
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Dati climatici convenzionali
Gradi giorno delle località analizzate (dato convenzionale)
Il grado giorno (espresso in gradi centigradi) è un indice numerico direttamente proporzionale al
fabbisogno energetico di un edificio nelle diverse aree del territorio nazionale ed è quindi utile
per la caratterizzazione climatica di un determinato ambito geografico. Viene utilizzato, quale
riferimento di legge, nella normativa sul risparmio energetico.
Rappresenta la sommatoria, estesa all’arco di un anno, delle differenze fra la temperatura
esterna (media giornaliera) e la temperatura ottimale interna di ambienti abitati, per i giorni in
cui la temperatura esterna è inferiore a quella interna considerata.
Il dato non è rilevabile negli annuari statistici ma può ricavarsi dalle tabelle allegate ai
regolamenti di attuazione delle leggi sul controllo dei consumi energetici ed è di grande
importanza ei fini del dimensionamento degli impianti per il controllo del microclima interno.
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Valori medi mensili dell’umidità relativa dell’aria
L’umidità relativa dell’aria dà conto dei livelli di concentrazione di vapore acqueo in atmosfera, tale valore
associato alla temperatura e alla ventilazione mostra la tendenza dei climi temperati caratteristici delle nostre
latitudini, a caratterizzarsi localmente come più prossimi a regimi caldo-aridi piuttosto che caldo-umidi.
Tali condizioni possono influenzare in modo significativo le strategie progettuali da porre in essere,
specialmente in relazione alla conformazione planovolumetrica dell’insediamento, alla distribuzione degli
spazi interni dei singoli edifici e alla caratterizzazione massiccia o leggera dei tipi costruttivi.
facciata ventilata in rue de meaux
È opportuno rappresentare questi dati in forma grafica per dare immediatamente conto degli andamenti di
umidità relativa nei diversi mesi dell’anno. Un diagramma lineare risulta quello più indicato. Per la raccolta dei
dati si consiglia la consultazione degli annuari di statistiche meteorologiche ISTAT.
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Piovosità su base mensile in mm
La distribuzione annuale dei periodi piovosi influenza in modo consistente la percezione di benessere ed il
giudizio sulla mitezza del clima da parte degli utenti.
Alle nostre latitudini si apprezza una maggiore concentrazione di precipitazioni nel periodo autunnale invernale con estati tendenzialmente secche, cosa che non accade altrove.
Le precipitazioni sono importanti ai fini della durabilità degli elementi costruttivi, essendo l’acqua il principale
veicolo degli inquinanti atmosferici sulle superfici edilizie.
Precipitazioni medie mensili - Napoli Capodichino, (periodo 1984/1989)
Questi dati vanno riportati in forma grafica mediante un diagramma a barre che può rendere ben visibile le
differenti quantità di precipitazioni, espresse in millimetri, nei diversi mesi dell’anno. Fonte di consultazione
annuari ISTAT.
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Frequenza (gg) e della velocità (m/s) dei venti rispetto alle direzioni di provenienza
Il regime dei venti (frequenza in giorni e velocità in metri al secondo, chilometri all’ora o nodi) può consigliare
la necessità di difendersi o la possibilità di utilizzo per il raffrescamento e la ventilazione naturale degli
ambienti confinati.
La relazione tra il tessuto edificato e il vento va valutata per una giusta comprensione delle condizioni locali di
ventilazione, che possono variare a seconda della conformazione e della distribuzione delle masse edilizie sul
territorio.
Frequenza stagionale dei venti rilevata alla stazione meteo di Napoli Capodichino, (periodo 1984/1989)
È opportuno rappresentare anche questi dati in forma grafica. Il tipo di diagramma più adatto sia per la
frequenza che per la velocità su base stagionale è quello polare che consente di mostrare l’entità del
fenomeno per ciascun punto cardinale di provenienza.
Per la valutazione dei comportamenti locali, in relazione alla capacità di ventilazione naturale interna, si
devono riportare gli andamenti e la consistenza delle scie di vento prodotte da ciascun edificio, basta in tal
senso una rappresentazione schematica in pianta del complesso residenziale considerato nella scala più
adeguata rispetto alle dimensioni dello stesso.
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Valore medio annuale della velocità del vento (media giornaliera convenzionale)
Dato ricavabile dalle tabelle UNI. In esse si riportano, per ciascun capoluogo di provincia, i valori medi annuali
di velocità e direzione prevalente del vento, l’altitudine s.l.m. e la zona di vento in cui ricade.
Per le altre località si può calcolare una corretta velocità del vento applicando i seguenti criteri:
si identifica la località di riferimento, cioè il capoluogo di provincia più vicino in linea d’aria, posto sullo stesso
versante geografico e nella stessa regione di vento della località considerata, rilevando dalla tabella la relativa
zona di vento;
si identifica, usando il prospetto riportato di seguito, la zona di vento della località considerata, in funzione
dell’altitudine e della distanza dal mare della stessa;
si determina attraverso il prospetto dei coefficienti correttivi quello relativo alla località considerata
si apporta, quindi, la correzione al valore della velocità della località di riferimento applicando la seguente
formula:
=c*
Dove:
r = velocità del vento della località di riferimento
c = coefficiente correttivo
r
Clima
Regione
di vento
Fascia
costiera
Fascia
subcostiera
20 km
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Entroterra > 20 km (per la sola regione A, > 40 km)
Altitudine (m)
40 km
2
300
500
800
1200
1500
2000
>2000
1
1
2
2
3
3
4
A
3
B
2
1
2
2
3
3
4
4
C
3
2
2
3
3
3
4
4
D
3
3
3
3
4
4
4
4
E
4
3
3
3
4
4
4
4
Zone di vento
Zona di vento di riferimento
Zona di vento della località considerata
1
2
3
4
1
1
1.780
2.780
4.000
2
0.562
1
1.560
2.250
3
0.360
0.640
1
1.440
4
0.250
0.445
0.694
1
Coefficiente correttivo
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Comportamento locale dei venti
L’analisi, di carattere qualitativo, va condotta sia in pianta che in alzato, con evidenziazione delle zone di:
•
•
•
•
calma (ombre di vento)
incanalamento (effetto canyon)
accelerazione in corrispondenza degli spigoli degli edifici,
vortici nelle zone di transizione
In pianta si evidenzia l’estensione delle zone di calma e di turbolenza e le interferenze tra volumi edilizi.
In sezione si apprezzano le interferenze reciproche tra edifici di diversa altezza posti a distanze diverse.ù
Per il calcolo delle ombre di vento in relazione ai volumi edilizi ci si riferisce a studi fatti in camera del vento.
Cfr. M. Grosso, Il raffrescamento passivo degli edifici, Maggioli, Rimini, 1997
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Individuazione delle scie di vento
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Effetti del vento e della pioggia a vento
L’influenza del vento si valuta in relazione a:
•
•
•
fenomeni di interazione con il costruito
ricadute sulla ventilazione degli ambienti interni
incremento di vulnerabilità delle facciate esposte (accelerazione del degrado superficiale)
L’interazione con gli edifici si rileva per via grafica come illustrato in precedenza.
Le valutazioni sulla pioggia a vento si effettuano incrociando i dati delle precipitazioni con
l’intensità eolica
La pioggia a vento può condizionare la durabilità e il comportamento termico dei componenti di
involucro
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Condizione mensile del cielo (gg.) distinta in sereno, misto, coperto
Lo stato del cielo è tra i fattori meteorologici che influenzano la temperatura dell’aria.
Uno stato del cielo sereno produce forti escursioni termiche nel corso della giornata, favorendo il passaggio di
una grande quantità di radiazione solare e il re-irraggiamento.
La conoscenza della frequenza annuale di giorni sereni rispetto a quelli misti o coperti può indicare la
vocazione di un sito allo sfruttamento dell’energia solare. con riferimento ai prevedibili rendimenti stagionali.
Condizione mensile del cielo
Per la rappresentazione grafica il tipo di diagramma più adatto è quello a barre che può mostrare per ciascun
mese, contemporaneamente, con barre di colore diverso la frequenza dei giorni sereni, misti e coperti.
La fonte di riferimento è rappresentata anche in questo caso dall’ISTAT.
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Irradiazione solare
L’irradiazione solare totale (MJ/m2) rappresenta una misura dell’apporto solare in termini
energetici e ai fini dell’ottimizzazione dei sistemi fv tale parametro è fondamentale in
associazione alla frequenza dei giorni di cielo coperto
Questo tipo di dato convenzionale è tabellato dall’UNI come irradiazione solare sul piano
orizzontale e verticale per i diversi orientamenti.
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Albedo delle superfici esterne
Si valuta la tipologia degli spazi aperti di pertinenza dei fabbricati e la loro natura, in relazione
alle tipologie di tappezzamento superficiale (prato, viale asfaltato, terreno incolto, area di
parcheggio).
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Ombre portate
L’analisi delle ombre portate dà conto in modo del tutto intuitivo della reale condizione di
soleggiamento delle facciate nei diversi periodi dell’anno.
Considerando le ombre ai solstizi estivo e invernale al mattino, a mezzogiorno e al pomeriggio,
si evidenziano le condizioni di massimo e minimo ombreggiamento delle facciate
Questo tipo di informazione può consigliare il migliore posizionamento di sistemi solari attivi, e
permette di giudicare la disposizione planimetrica dei fabbricati in relazione alla possibilità di
captazione solare diretta invernale e di protezione dalla radiazione estiva.
Si individua la presenza di ostruzioni naturali o artificiali significative, cogliendone con
immediatezza descrittiva gli effetti sull’involucro degli edifici.
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Il modo migliore per analizzare l’andamento delle ombre è quello di affiancare i disegni planimetrici simulando
il percorso apparente del sole in corrispondenza dei solstizi estivo e invernale.
L’analisi va effettuata in pianta, in diverse ore della giornata ad esempio, alle ore 9.00, 12.00 e 15.00,
Risulta significativa anche una sezione, lungo l’asse Nord-Sud alle ore 12.00, in estate e in inverno, per
l’immediata cognizione degli effetti delle ombre portate sui prospetti di edifici vicini.
La rappresentazione risulta facilitata dall’aiuto delle carte solari e l’uso di metodi semplificati per il
tracciamento in piano delle ombre portate.
Analisi in pianta delle ombre portate - inverno ore 9.00
Sezione