progettazione sostenibile

PROGETTAZIONE SOSTENIBILE
Perché SOSTENIBILITÀ?
Nel 2005, l’Impronta ecologica globale ammontava a 17,5 miliardi di ettari globali gha - (2,7 gha pro capite)
Un ettaro globale è un ettaro con la capacità media mondiale di produrre risorse e
assorbire materiali di scarto
L’area produttiva totale, o biocapacità, ammontava a 13,6 miliardi di gha (2,1 gha
ppro capite)
p )
L’impronta di un paese è data dalla
somma di tutti i terreni agricoli,
agricoli i
pascoli, le foreste e gli stock ittici
necessari a produrre il cibo e
l’
l’energia
i che
h il paese consuma,
nonché ad assorbire i materiali di
scarto che emette nel momento in
cui utilizza l’energia
Nel 2005,, la domanda ha superato
p
l’offerta del 30%
FONTE: (WWF, 2008, Living Planet Report 2008)
SOSTENIBILITÀ EDILIZIA
Attualmente circa l’80% dell’energia che viene
utilizzata a livello p
planetario p
proviene dai
combustibili fossili.
In Europa il comparto delle costruzioni:
-utilizza tra il 40 e il 45% dell’energia
complessiva prodotta
-origina il 50% dell’inquinamento atmosferico
del continente
- contribuisce per quasi il 50% alla produzione
annuale di rifiuti
Emissioni di CO2
Domanda di energia nei paesi UE (anno 2000)
Industria
28%
Residenziale
e Terziario
41%
Trasporti
31%
Consumo di energia in edifici residenziali nei paesi UE (anno2000)
Cucina
7%
Acqua calda
sanitaria
25%
apparecchi
hi
elettrici
11%
Climatizzazione
degli edifici
57%
Produzione di energia in Italia
L’incidenza della produzione di energia rinnovabile rispetto alla produzione totale
si attesta soltanto all’11,2%
Consumo di energia di energia in Italia
Altro
Gli usi civili risultano altamente energivori: il consumo nel settore del residenziale
e del terziario è infatti pari al 34,9% del bilancio energetico complessivo
Consumo di energia di energia nel settore civile in Italia
Elettrodomestici
Degli usi civili oltre i due terzi sono dovuti alla climatizzazione (estiva e invernale)
PROGETTAZIONE EDILIZIA ENERGETICAMENTE RAZIONALE
- Profonda conoscenza delle caratteristiche del luogo
- Analisi di tutti i fattori climatici che caratterizzano l’area
- Conoscenza delle variabili del microclima
- Morfologia dell’area di intervento
- Altitudine del sito
- Presenza di rilievi
- Clivometria (cioè la pendenza media del terreno rispetto all’orizzonte)
- Orientamento dei pendii
CULTURA COSTRUTTIVA LOCALE BIOCLIMATICA
Clima temperato Clima caldo secco Clima caldo umido
Clima freddo
Si costruisce una dimora allo scopo di ripararsi dalle intemperie, dal sole, dalla
pioggia e dalla neve, dal troppo freddo e dal troppo caldo
Il clima locale è uno dei principali fattori che hanno dato origine alle numerose e
differenti espressioni architettoniche che troviamo nel mondo
SOLUZIONI PROGETTUALI BIOCLIMATICHE
SOLUZIONI PROGETTUALI BIOCLIMATICHE IN CLIMA MEDITERRANEO
Clima mediterraneo
clima temperato
moderatamente umido, con
escursioni termiche
giornaliere ed annue modeste;
è caratterizzato da inverni
miti ed estati secche e
piuttosto calde, con una
temperatura giornaliera media
mensile nel mese più caldo
non inferiore ai 22°C
Classificazione
climatica di KöppenGeiger
Soluzioni progettuali bioclimatiche in clima mediterraneo:
- limitazione delle vetrature (soprattutto ad ovest);
- schermatura esterna delle finestrature (serrande,
(serrande persiane,
persiane frangisole,
frangisole tende);
- involucri massivi, cioè ad elevata capacità termica;
- finiture
fi it
esterne
t
di colore
l
chiaro;
hi
- ventilazione all’interno degli ambienti, delle coperture e di apposite intercapedini.
PROGETTAZIONE BIOCLIMATICA
Requisiti di carattere
bioclimatico da soddisfare:
- Ombreggiamento
- Ventilazione
- Difesa dei venti
- Captazione solare
- Illuminazione naturale
- Protezione dalle precipitazioni
- Conservazione del calore
ecc.
Scelta di:
- Forma e orientamento dell’edificio
- Criteri tipologici, funzionali e distributivi
- Apparecchiatura costruttiva
- Materiali da utilizzare
I 10 PRINCIPI PER LA SOSTENIBILITÀ
(G. Turchini)
1/2
1. Principio di energia primo: gli edifici devono smetterla di essere energivori e
ridurre il ricorso ad energie rinnovabili e non
2. Principio di energia secondo: gli edifici possono, e quindi devono, diventare
produttori di energia
3. Principio di non dannosità: gli edifici devono controllare le emissioni di tutti
prodotti e i sottoprodotti che scaricano nell
nell’ambiente
ambiente, durante il processo di
fabbricazione, durante l’uso e quando vengono demoliti
4. Principio di qualità: gli edifici devono soddisfare con le proprie prestazioni, le
esigenze degli utenti presenti e future per il tempo di vita previsto
5. Principio di flessibilità: gli edifici devono poter essere adattati alle
modificazioni del quadro esigenziale degli utenti in condizioni compatibili con
l’
l’economia.
i
I 10 PRINCIPI PER LA SOSTENIBILITÀ
(G. Turchini)
2/2
6. Principio di rispetto delle risorse: gli edifici devono prevedere per la propria
realizzazione e per il proprio funzionamento il minor uso possibile di risorse
non rinnovabili
7. Principio dell’acqua: gli edifici devono consentire in tutte le loro fasi di vita
non solo
l il minor
i
consumo possibile
ibil di H2O,
O ma devono
d
collaborare
ll b
a
raccoglierla e conservarla
8. Principio di non invasività: gli edifici devono occupare la minor quantità
possibile di territorio e alla fine della vita lo devono restituire pronto per altri usi
9. Principio di sviluppo: gli edifici devono contribuire allo sviluppo della
pproduzione di beni e servizi p
per settori industriali che ad essi conferiscono
prodotti
10 P
10.
Principio
i i i di innovazione:
i
i
gli
li edifici
difi i devono
d
di
diventare
gli
li elementi
l
i trainanti
i
i
dello sviluppo tecnologico delle società
INQUADRAMENTO URBANISTICO
INQUADRAMENTO URBANISTICO
PROGETTAZIONE DELL’ISOLATO
ISOLATO A CORTE
La corte costituisce uno spazio pubblico protetto ad uso ricreativo e/o sociale
In estate la corte contribuisce al raffrescamento soprattutto se è dotata di vegetazione
e specchi d’acqua
PROGETTAZIONE DELL’ISOLATO
ISOLATO A CORTE
PROGETTAZIONE DELL’ISOLATO
ISOLATO A CORTE
PROGETTAZIONE DELL’ISOLATO
ISOLATO A CORTE
PROGETTAZIONE DEGLI EDIFICI
TIPO MISTO
- Per
P destinazione
d i i
d’
d’uso
Æ Presenza di più destinazioni d’uso contemporaneamente
Æ residenziale,
residenziale commerciale,
commerciale uffici
- Per tipologia edilizia
Æ Presenza di più tipi nello stesso contenitore edilizio
Æ distribuzione
di ib i
a ballatoio
b ll i o in
i linea
li
Æ appartamenti simplex e duplex, anche con tagli differenti
COLLOCAZIONE DELL’EDIFICIO NEL SITO
Per garantire
P
ti un adeguato
d
t soleggiamento
l i
t dell’edificio
d ll’ difi i durante
d
t tutto
t tt il periodo
i d
invernale bisognerà collocarlo all’interno del lotto lasciando ampi spazi aperti
anteriormente al suo fronte sud.
Per riscaldare gli edifici in inverno
sfruttando l’energia solare è necessario
individuare le aree del sito che
ricevono la maggior parte della
radiazione solare tra le ore 9 e le 15
POSIZIONE RECIPROCA DEGLI EDIFICI
FORMA E ORIENTAMENTO DELL’EDIFICIO
Nell definire
N
d fi i la
l forma
f
di un edificio
difi i bi
bisogna sempre consentirne
ti
l’irraggiamento
l’i
i
t
solare diretto. Una costruzione allungata lungo l’asse Est-Ovest esporrà una
maggiore superficie esterna a Sud.
Radiazione solare sui lati di un edificio alle diverse latitudini
ESTATE
INVERNO
Latitudine
36° N
Latitudine
40° N
Latitudine
44° N
N
20
N
12
N
16
copertura
72
W
40
E
40
copertura
72
W
32
E
32
W
28
20
S
16
S
28
S
N
8
N
4
N
4
copertura
32
W
20
52
S
E
20
copertura
20
W
12
E
12
44
S
Valori della radiazione solare incidente espressi in kWh/m² giorno
W
12
40
S
copertura
72
E
28
copertura
16
E
12
Altro parametro da esaminare in fase progettuale è il rapporto tra la superficie
disperdente dell’involucro di un edificio e il volume da esso delimitato (S/V) è
definito compattezza
Maggiore è la compattezza di un edificio, minori saranno le dispersioni
Il rapporto S/V diminuisce con l’aumentare del volume
8
4
1
2
1 1
2
1 1
4
4
2
2
1
2
2
2
2
4
2
4
4
8
4
Superficie
6
10
16
24
40
64
96
256
Volume
1
2
4
8
16
32
64
256
S/V
6
5
4
3
2.5
2
1.5
1
In un edificio passivo il rapporto S/V ottimale dovrebbe essere inferiore a 0,6
POSIZIONE E DIMENSIONAMENTO DEGLI EDIFICI IN
FUNZIONE DEI VENTI DOMINANTI
Gli edifici dovranno essere progettati in modo da esporli ai venti dominanti estivi (al
fine di garantirne la ventilazione naturale) e da proteggerli da quelli invernali
BARRIERE FRANGIVENTO
La lunghezza di un filare può essere
calcolata in maniera approssimata con la
formula di Bates
SP = C x h x L
Con:
SP = superficie
fi i protetta
t tt [m²]
[ ²]
h = altezza della barriera [m]
L = lunghezza della barriera [m]
C = coefficiente adimensionale che varia in
funzione della velocità del vento (V):
C=29,7 per V=10 Km/h
C=19,8 per V=15 Km/h
C=14,9 per V=20 Km/h
Fissata
Fi
t h e definita
d fi it la
l superficie
fi i che
h sii
vuole proteggere, si può ricavare la
lunghezza del frangivento:
L = SP / (C x h)
DISTRIBUZIONE DEGLI AMBIENTI INTERNI
Le condizioni di comfort degli spazi interni abitati derivano dalla loro ubicazione
nell’ambito dell’organismo architettonico, in relazione alle funzioni che in essi si
svolgono e alle condizioni climatiche esterne.
Le stanze con attività che hanno maggiore
necessità di comfort sono q
quelle della zona
giorno che vanno disposte sui lati Sud e
Sud-Est.
La zona notte può
L
ò essere di
disposta suii lati
l i
Est, Sud-Est o Sud-Ovest.
Ad Ovest possono essere ubicati ambienti di
servizio ed eventuali studi.
Gli spazi
p che hanno meno bisogno
g di
riscaldamento e di illuminazione, come
ambienti di servizio, lavanderie, scale e
garage vanno disposti lungo il lato Nord
dell’edificio: essi serviranno da cuscinetto tra
gli spazi riscaldati e il fronte Nord più freddo.
CRITERI DI ASSOCIAZIONE DEGLI AMBIENTI INTERNI
Gli ambienti vanno associati tra loro per complessi:
- diurno (Soggiorno, Pranzo, Cucina, Lavanderia, Secondo servizio, Studio, ecc.)
- notturno
tt
(Camere
C
dda lletto,
tt Bagno
B
principale,
i i l Spogliatoio,
S
li t i ecc.)
●
Stretto collegamento tra ambienti omogenei
●
Razionalizzazione e minimizzazione dei percorsi
●
Libertà d’uso e privacy
Simplex
Duplex
FLESSIBILITÀ DEGLI SPAZI INTERNI
Rappresenta la possibilità di variare l’organizzazione funzionale degli ambienti
interni in rapporto alle esigenze dei fruitori, che possono modificarsi nel corso del
tempo
Può interessare la concezione complessiva dell’edificio o di parti di esso
Differenti livelli di flessibilità nel progetto di architettura:
- Flessibilità di progetto
p g
- Flessibilità d’uso
Flessibilità di progetto o iniziale: consente soluzioni progettuali alternative nella
organizzazione spaziale (ad esempio, predisposizione di alloggi di diverso taglio)
Qualora non vengano
previste successive
trasformazioni, l’ambito
della flessibilità
progettuale è limitato al
momento in cui viene
costruito
i l’edificio
l’ difi i
Flessibilità d’uso: consente di variare le modalità di fruizione dello spazio
- a breve termine (cicli quotidiani di variazione che si esplicano relazionando
temporaneamente unità spaziali contigue)
G.T. Rietveld, Casa Schroeder, Utrecht, 1924
- a medio termine (variazione
derivata da diverse necessità
emerse al sopraggiungere di
nuovi bisogni)
- a lungo termine (variazioni che possono comportare la variazione permanente
dello spazio)
p
)
COLLOCAZIONE DELLE FINESTRE
p
vetrate rappresentano
pp
uno dei
Le superfici
fattori che maggiormente influiscono sui
consumi energetici di un edificio
Il calore
l
disperso
di
in
i inverno
i
attraverso
una finestra è maggiore rispetto a quello
dissipato da un muro ben isolato
Ad esempio: con temp. est. = 0°C, temp. int. = 20°C,
una muratura a cassa vuota dello spessore di 30 cm, costituita da due setti in laterizi
forati con 10 cm di polistirolo nell’intercapedine, disperde circa 6 W/m2; una finestra
con un vetro semplice disperde circa 120 W/m2 (20 volte di più)
edificio per
abitazioni e uffici a
Freiburg im
Breisgau
(Germania);
a sinistra: prospetto
nordd
a destra: prospetto
sud
ILLUMINAZIONE E VENTILAZIONE DEGLI SPAZI INTERNI
Le dimensioni minime delle aperture per l’illuminazione e l’aerazione dei locali
interni non deve essere mai inferiore a 1/8 della superficie in pianta degli ambienti a
cui si riferisce
Inoltre per garantire un’adeguata illuminazione degli spazi interni, la profondità di
questi
ti ultimi
lti i non dovrebbe
d
bb superare due
d volte
lt e mezzo lla distanza
di t
che
h intercorre
i t
t
tra
la sommità delle aperture e il pavimento
h
H
L max = 2,5 H
PREVEDERE
SISTEMI DI RISCALDAMENTO E RAFFRESCAMENTO PASSIVI
GARANTIRE IL RAFFRESCAMENTO NATURALE
- Smaltimento del calore accumulato
- Riduzione del carico termico proveniente dall’esterno
VENTILAZIONE NATURALE ALL’INTERNO DEGLI EDIFICI
Generata da movimenti d’aria p
prodotti da differenze di p
pressione o di temperatura.
p
- Differenza di pressione
Il vento genera sulle pareti esterne dei fabbricati una pressione che aumenta con la
sua velocità;
l ità essa è positiva
iti sull lato
l t colpito
l it dalla
d ll corrente,
t negativa
ti su quello
ll opposto
t
La differenza di pressione tra i lati sopravento e sottovento contribuisce a creare una
corrente dd’aria
aria all
all’interno
interno dell
dell’edificio;
edificio; quest
quest’ultima
ultima avrà maggiore consistenza
quando le aperture di ingresso sono rivolte verso una zona di alta pressione e quelle
di uscita verso una di bassa pressione.
Le caratteristiche del flusso d’aria che si innesca all’interno degli edifici variano in
dipendenza della posizione, in pianta e in alzato, e delle dimensioni delle aperture.
- Differenza di temperatura
La differenza di temperatura tra due ambienti genera un moto convettivo, dovuto alla
diversa densità dell’aria: quella calda, meno densa, si sposta verso l’alto richiamando
aria più fresca dal basso e provocando così quello che viene comunemente indicato
come “effetto-camino”
VENTILAZIONE INCROCIATA
IIn estate, il calore
l
accumulato
l dagli
d li edifici
difi i puòò essere allontanato
ll
in
i maniera
i naturale
l
e gratuita innescando flussi di ventilazione generati dalle brezze notturne rinfrescanti
Per garantire la circolazione dell
dell’aria
aria all
all’interno
interno degli ambienti,
ambienti le aperture dovranno
essere collocate in posizione contrapposta sui lati sopravento e sottovento.
SISTEMI DI APERTURA AI FINI DELLA VENTILAZIONE
Il flusso
fl
d’aria
d’ i passante
t generato
t dal
d l vento
t è influenzato
i fl
t
dalla posizione lungo il perimetro dell’edificio delle
aperture esterne; bisognerà quindi disporle sia sul lato
sopravento che su quello sottovento, per garantire
sufficienti condizioni di ventilazione
La collocazione delle aperture dovrà essere definita in
rapporto alle finalità che si desidera raggiungere: se il
movimento d’aria è pensato per garantire il
raffrescamento
ff
corporeo esse ddovranno essere collocate
ll
ad altezza d’uomo, mentre se l’obiettivo è sottrarre
calore agli elementi costruttivi dell’involucro, le aperture
di ingresso dovranno essere posizionate vicino alla
massa da raffrescare (soffitto o pavimento).
IInfine,
fi i differenti
diff
ti sistemi
i t i di apertura
t
adottabili
d tt bili per i
serramenti esterni influenzano il movimento dell’aria
all’interno degli ambienti e producono effetti rilevanti
sulla ventilazione.
TORRI DEL VENTO
Per un migliore controllo del microclima degli ambienti abitati possono essere
realizzati dei condotti verticali che, ispirandosi alle torri del vento di tradizione
mediorientale, garantiscano la captazione e il convogliamento del vento all’interno
dell’edificio
dell
edificio nonché lo smaltimento del calore in eccesso
SOLO CAPTAZIONE
CAPTAZIONE ED ESPULSIONE
notte senza vento: funziona
da camino aspirando ll’aria
aria
calda accumulata nell’edificio
durante il giorno
notte con vento: l’aria fresca
notturna viene incanalata
dalla torre all’interno degli
ambienti
giorno senza vento: le masse
murarie della torre,
torre
rinfrescate durante la notte,
abbassano la temperatura
dell’aria che le lambisce e
che entra all’interno
all interno
dell’edificio rinfrescandolo
giorno con vento: il
funzionamento precedente
viene amplificato dalla
presenza del vento che
accelera il passaggio dell’aria
all’interno della torre
CAMINI DI VENTILAZIONE
C i i di ventilazione:
Camini
til i
a doppio
d
i flusso
fl
e add estrazione
t i
Il camino a doppio flusso è
suddiviso in due condotti, uno per
l’ingresso dell’aria esterna, l’altro
per l’uscita di qquella interna pper
p
effetto Bernoulli-Venturi
Il camino ad estrazione sfrutta
ll’effetto
effetto Bernoulli-Venturi;
Bernoulli Venturi; i
serramenti, posti in verticale su
pareti contrapposte, sono dotati di
sistemi
i
i di apertura unidirezionali,
idi i li
che non consentono all’aria di
entrare dal lato sopravento,
mentre ne facilitano l’uscita sul
lato sottovento
PROTEZIONE DALLA RADIAZIONE SOLARE
SCHERMATURA DELLE APERTURE
Per limitare ll’ingresso
ingresso della radiazione solare in estate nelle zone esposte a sud,
sud si
possono usare opportuni elementi di ombreggiamento, come i frangisole fissi
orizzontali o gli alberi caducifoglie.
Questi sistemi hanno la caratteristica di non ostacolare l’ingresso della radiazione
solare in inverno, che può quindi concorrere al riscaldamento gli ambienti.
SISTEMI DI SCHERMATURA DELLE APERTURE
Devono permettere
D
tt
l protezione
la
t i
d i raggii solari
dai
l i neii periodi
i di caldi
ldi e consentire
ti
l’illuminazione e l’aerazione degli ambienti interni
Caratteristiche di funzionamento: possono essere fissi o mobili
Mobili: manovrati manualmente o tramite comandi
meccanizzati elettrificati,
elettrificati eventualmente anche automatizzati
Fissi: hanno maggiore durabilità, minore necessità di
manutenzione,, e non vanno incontro a interruzione del
funzionamento per difetti o guasti meccanici; di contro hanno
una minore adattabilità nei confronti delle variazioni di
soleggiamento e ciò non consente una completa protezione
soleggiamento,
solare in tutti i periodi stagionali ed in tutte le ore della giornata
Caratteristiche morfologiche: possono essere distinti in aggetti
o schermi, continui o discontinui (lamelle o griglie), a giacitura
orizzontale,
i
l verticale
i l o inclinata,
i li
ortogonali
li o paralleli
ll li alla
ll
facciata.
Per il dimensionamento delle schermature
orizzontali si fa riferimento ai diagrammi solari
attraverso i quali si ricavano gli angoli di incidenza
dei raggi solari (α) sulle finestre alle diverse ore e
nei diversi p
periodi dell’anno
La sporgenza della schermatura rispetto all’apertura
da proteggere è ricavabile mediante formule
empiriche basate su parametri quali la latitudine del
sito e l’altezza solare (angolo di incidenza)
L = h/F
oppure
L = h/tg α
dove:
L = lunghezza dell’aggetto (m);
h = altezza della finestra (m);
F = coefficiente adimensionale funzione della
latitudine, ricavabile dalla tabella a fianco;
α = angolo di inclinazione dei raggi solari nell’ora
considerata.
GARANTIRE IL RISCALDAMENTO NATURALE
ATTRAVERSO IL RICORSOA FONTI ENERGETICHE
RINNOVABILI
SISTEMI SOLARI PASSIVI
SISTEMI DI RISCALDAMENTO NATURALI
Un edificio riceve calore dalla radiazione solare che incide sull’involucro
I sistemi
i t i naturali
t li di riscaldamento
i ld
t basano
b
il loro
l
funzionamento
f i
t sull’effetto
ll’ ff tt serra
SISTEMI SOLARI PASSIVI
FINESTRE SOLARI
Un primo dimensionamento della superficie vetrata esposta a sud da impiegare in
edifici passivi a guadagno solare diretto può essere eseguito in funzione della
temperatura esterna media invernale e della latitudine del sito. La quantità di
superficie
fi i vetrata
t t cosìì ricavata
i
t consentirà
ti à la
l captazione
t i
dell’energia
d ll’
i solare
l sufficiente
ffi i t
a mantenere gli ambienti interni ad una temperatura compresa tra i 18 °C e i 21 °C
durante la maggior parte del periodo invernale.
L’irraggiamento solare che colpisce la superficie vetrata viene in parte riflesso, in
parte assorbito, in parte trasmesso dal vetro stesso.
100%
100%
80%
8%
70%
80%
8%
12%
12%
10%
vetro singolo
vetro doppio
fattore di riflessione (ρ) = rapporto fra energia riflessa ed energia incidente
fattore di assorbimento (α) = rapporto fra energia assorbita ed energia incidente
fattore di trasmissione (τ) = rapporto fra energia trasmessa ed energia incidente
ρ+α+τ =1
Una parte dell’energia incidente è assorbita dal vetro che la emette da entrambe le
facce; per convenzione si assume che 1/3 di tale energia venga irradiata verso
l’i t
l’interno.
E entrante = E trasmessa + 1/3 E assorbita
E entrante = τ E incidente + 0,33 α E incidente = (τ + 0,33 α ) E incidente
Il termine ( τ + 0,33 α),
equivalente al rapporto fra la
quantità di energia
effettivamente entrante
nell’ambiente e q
quella incidente
si definisce fattore solare (σ) di
un vetro
più grande è questo valore,
maggiore sarà l’energia
termica entrante
entrante.
La dispersione termica verso l’esterno non si
verifica soltanto attraverso il vetro,, ma anche
attraverso il telaio dei serramenti.
Il legno ha una discreta resistenza termica,
l’alluminio ha generalmente una conduttanza
superiore a quella delle superfici vetrate.
Æ Profili a taglio termico
SERRE SOLARI
D
Devono
essere orientate
i t t verso Sud,
S d con una tolleranza
t ll
di ±30 gradi.
di
Possono essere abitabili (sist. a guadagno misto) o non abitabili (sist. a guadagno indiretto)
Predimensionamento della superficie vetrata in funzione della latitudine e del valore
d ll temperatura
della
t
t
esterna
t
media
di invernale
i
l per la
l captazione
t i
d ll’
dell’energia
i solare
l
sufficiente a mantenere la serra e gli spazi abitati adiacenti ad una temperatura
compresa tra i 16 °C e i 21 °C.
MURO DI TROMBE
Sistema a guadagno indiretto
Definito così in onore del suo ideatore, il
francese Felix Trombe, che nel 1967 progettò
e realizzò una casa che adottava questo
sistema.
Il muro di Trombe basa il proprio
funzionamento sull
sull’effetto
effetto serra ed è
composto da un elemento murario, con
funzione di massa termica, rivolto verso sud e
di colore
l
scuro, sull quale
l è giustapposta
i t
t una
superficie vetrata in corrispondenza della
parte esterna del muro e a distanza minima da
questo (circa 10 cm).
Il dimensionamento della superficie muraria
necessaria per fornire la quantità di calore
necessaria al riscaldamento naturale degli
ambienti abitati può essere eseguito
eseguito, in funzione
della temperatura esterna media invernale e dalla
latitudine del sito, facendo riferimento alla
tabella
b ll di seguito
i riportata,
i
valida
lid per edifici
difi i ben
b
isolati.
PREVEDERE TECNOLOGIE
IN GRADO DI PRODURRE ENERGIA
O
ACCUMULARE E RIUTILIZZARE RISORSE
NATURALI
SISTEMI SOLARI ATTIVI
Si ricorre a tecnologie in grado di produrre energia (termica o elettrica)
IMPIANTI FOTOVOLTAICI
Cella in silicio
monocristallino
Cella in silicio
policristallino
Effetto fotovoltaico = conversione della radiazione
solare in energia elettrica in virtù delle particolari
proprietà possedute da alcuni semiconduttori, in
particolare il silicio.
Moduli in silicio monocristallino (rendimento pari
a circa il 15%)
Moduli
M
d li in
i silicio
ili i policristallino
li i t lli (rendimento
( di
t
compreso tra l’11 e il 14%)
Moduli in silicio amorfo - a film sottile (rendimento del 5-7%); gli atomi di silicio sono
deposti chimicamente in strati di spessore pari a
pochi micron su una superficie di supporto - vetro,
vetro
metallo o materiale plastico -
Per quanto riguarda il tipo di installazione, gli impianti fotovoltaici possono essere:
connessi alla rete elettrica (grid-connected) o isolati (stand-alone).
Il fabbisogno di energia elettrica di un
edificio monofamiliare può essere
coperto da un impianto fotovoltaico di
potenza compresa tra 1,5 e 3 kW
Per avere un rendimento ottimale in
eserci io è necessario che i mod
esercizio
moduli
li
fotovoltaici ricevano la maggiore
quantità possibile di irraggiamento
solare
l
- orientamento verso l’esposizione Sud
- inclinazione (angolo di tilt) compresa
f i 20° e i 30° rispetto
fra
i tt all’orizzontale
ll’ i
t l
I componenti fotovoltaici possono essere posti in opera:
per applicazione indipendente
per sovrapposizione
per integrazione
IMPIANTI SOLARI TERMICI
Gli impianti
i i ti solari
l i termici
t
i i convertono
t
l’energia
l’
i solare
l in
i energia
i termica.
t
i Vengono
V
utilizzati per il riscaldamento e per la produzione di acqua calda sanitaria.
Un impianto solare termico è normalmente costituito da:
- un collettore o pannello solare
- uno scambiatore di calore
- un serbatoio di accumulo
- un circuito distributivo
- un fluido termovettore
La circolazione può avvenire in maniera naturale oppure può essere forzata
I pannelli solari termici producono acqua a temperatura massima prossima ai 50°C
Æ acqua calda sanitaria
Æ acqua calda per impianti di riscaldamento a pannelli radianti (T=38-40°C)
Installazione
- Orientamento ottimale Æ Sud pieno (con una tolleranza pari a ± 30°)
- Inclinazione rispetto all’orizzontale (angolo di tilt) = Latitudine del sito
Dimensionamento di un impianto solare termico per la produzione di acqua calda
sanitaria
i i a 45°C
° per edifici
d f residenziali
d
l
Æ in funzione del consumo giornaliero (in media circa 70-80 l/giorno a persona)
Dimensionamento di massima della superficie di progetto dei pannelli solari, in
condizioni ottimali di installazione Æ Valori della tabella sottostante (fonte ENEA)
Per tenere conto di condizioni
di i i non ottimali,
i li il valore
l
ottenuto deve
d
essere diviso
di i per
un coefficiente, ricavato dalla tabella sottostante, in funzione dell’angolo di
orientamento e dell’angolo di tilt del pannello
SISTEMA DI RACCOLTA DELLE ACQUE PIOVANE
Impianto di recupero delle acque piovane: raccolta
raccolta, trattamento e successiva
utilizzazione per l’alimentazione degli scarichi sanitari e/o delle lavatrici, nonché per
l’irrigazione di eventuali aree a verde circostanti all’edificio
L’acqua piovana che cade sulla copertura
dell’edificio deve essere convogliata
attraverso i pluviali e filtrata prima di
essere accumulata in una cisterna. Può
essere raccolta anche l’acqua piovana che
cade sulle zone pavimentate esterne
all’edificio; in questo caso, soprattutto se
questi spazi
q
p sono interessati dal
passaggio o dalla sosta di autoveicoli, è
opportuno prevedere una ulteriore fase di
depurazione (filtro disoleatore) prima
della immissione in cisterna.
Dimensionamento di un serbatoio di accumulo delle acque piovane
Il volume del serbatoio, espresso in litri, può essere determinato con la formula:
Vs = C · Vcap
dove:
C = (numero massimo di giorni non piovosi consecutivi in un anno) / 365
Vcap= volume [litri] di acqua captabile dall’impianto in un anno; si ricava con la formula:
Vcap = ef · Cd · P · S
essendo:
ef = efficacia del filtro
Cd = coefficiente di deflusso del tetto
P = precipitazione media annua [mm/anno]
S = superficie captante del tetto [m2]
I valori
l i del
d l coefficiente
ffi i
Cd possono essere ricavati
i
i dalla
d ll sottostante tabella:
b ll
BIBLIOGRAFIA
G. Sciuto, Modelli progettuali per la sostenibilità edilizia