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Schermature solari: guida a una corretta progettazione

Le schermature solari sono modalita' di protezione dalla radiazione solare termica: l'esperto di architettura passiva illustra tipologie e vantaggi

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Per eseguire una corretta progettazione dell’edificio al fine di mantenere il comfort durante i mesi estivi, il primo elemento da considerare è costituito dalla protezione dell’edificio con schermature solari, un sistema molto efficace che, se ben progettato, è in grado di regolare l’intensità di luce diurna, proteggere dall’abbagliamento e dalle radiazioni ultraviolette e proteggere le superfici dal surriscaldamento.

Il controllo solare, infatti, è una delle più importanti strategie per la prevenzione dai guadagni termici e le modalità di attivazione di questa protezione sono differenti e possono essere combinate fra loro. Uno studio corretto sul controllo solare dovrebbe bilanciare sia il raffrescamento sia la qualità della luce diurna. l sistemi adottati e il loro impatto con la ventilazione, l’illuminazione e il benessere degli occupanti rimangono un punto delicato nell’utilizzo di questa strategia.

L’andamento dell’energia solare incidente sulle chiusure, diversamente orientate, di un edificio posto a differenti latitudini, evidenzia che, alle latitudini più alte, il lato sud di un edificio riceve in inverno quasi il doppio della radiazione rispetto all’estate, e l’effetto è ancora più marcato a latitudini minori. Sempre alle latitudini più alte, le superfici verticali orientate a est e a ovest ricevono indicativamente circa due volte e mezza più radiazione solare d’estate che d’inverno. Tale rapporto diminuisce per latitudini minori ma, nel complesso, i prospetti est e ovest ricevono nei mesi prossimi al solstizio estivo, da due a tre volte più radiazione rispetto alla facciata sud.

In particolare, il lato ovest subisce maggiormente l’effetto dell’alta temperatura a causa dell’irraggiamento pomeridiano. La quantità di radiazione estiva incidente su una superficie orizzontale è, in estate, superiore a quella intercettata dalle chiusure verticali dell’edificio.

Per prevenire il riscaldamento solare passivo indesiderato all’interno dell’edificio, si dovrebbe ostacolare la radiazione solare diretta e i raggi solari diffusi attraverso schermature che si distinguono in artificiali (frangisole con dispositivi possibilmente mobili) e naturali (a verde).

Si riporta qui una matrice di riferimento base per la scelta delle schermature, in base all’orientamento del fronte da proteggere.

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Schermature solari con frangisole

La tipologia, la forma e l’orientamento di un frangisole dipendono dalla quantità e dal tipo di radiazione (diretta, diffusa, o riflessa) da cui ci si vuole proteggere. Benché gran parte del guadagno termico negli edifici sia dovuto alla radiazione solare diretta, può essere tuttavia necessario proteggere l’edificio dalla radiazione diffusa e riflessa. Differenti soluzioni di ombreggiamento forniscono diversi livelli di protezione dai guadagni solari. Le schermature esterne offrono maggiore protezione di quelle interne, ed elementi mobili, se correttamente regolati sia manualmente che automaticamente, sono più efficaci di quelli fissi.

Anche l’utilizzo di vetri speciali può garantire un discreto controllo dei guadagni solari, specialmente laddove non c’è la possibilità di impiegare le schermature convenzionali.

Nel campo delle schermature solari frangisole esiste una tale molteplicità di soluzioni, in base ai materiali, ai dispositivi, alle tecnologie impiegati, capace di incentivare la fantasia, la progettualità di questa vera e propria interfaccia dinamica fra interno ed esterno, nel corso delle ore di luce e nel vero e proprio oscuramento delle ore notturne, che non ha senso tentare di catturarne alcune, dovendo necessariamente escluderne moltissime altre.

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Schermature solari con verde pensile e verde verticale

Il verde verticale potrebbe essere considerato un ramo del verde pensile. Tuttavia, le tecniche utilizzate per coperture piane o inclinate e quelle per ricoprire pareti verticali si sono progressivamente separate e distinte a tal punto sotto il profilo delle tecniche realizzative, delle finalità e delle prestazioni, che attualmente possono essere considerate due applicazioni completamente distinte.

Le coperture a verde piane o inclinate devono avere le caratteristiche tecnologiche proprie di copertura ma si differenziano da tutte le altre tipologie di tetti perché il materiale di finitura a vista, anziché essere costituito da materiali inerti, è costituito da organismi viventi, rappresentati da individui di diverse specie vegetali (leggi anche: Coperture a verde: cosa prevede la nuova norma tecnica Uni).

Le coperture a verde verticale, distanziabili dalla parete verticale in base alle esigenze vegetative, hanno la necessità comune di una struttura di partenza, che generalmente riprende il classico schema delle facciate ventilate, con montanti e pannelli di rivestimento, e su cui viene steso un particolare tipo di tessuto tecnico da cui radicano le piantine. Con evidenti potenzialità rispetto agli spontanei rampicanti di facciata – quali si trovano spesso in edifici abbandonati a se stessi – i giardini verticali, realizzabili con essenze vegetali fra le più diverse e modulabili nelle più variegate combinazioni, sono adatti all’arredo di pareti esterne e interne: attestati su sostegni con ingombri dell’ordine di pochi centimetri, in strutture fissate alla parete senza necessità di lavorazioni preliminari, prosperano grazie a un impianto di fertirrigazione, programmato in base alle specifiche esigenze colturali.

In termini di modelli per la valutazione della prestazione energetica estiva esistono alcuni modelli complessi implementati in software per il bilancio energetico orario dell’edificio (ad esempio Energy plus) o per la certificazione energetica, mentre fra le problematiche alla radice della implementazione di simulazione si evidenziano i parametri di ingresso caratterizzanti le schermature solari con verde: ogni specie vegetale è caratterizzata da una propria tipologia fogliare, da una densità specifica delle foglie, da un’altezza sul livello del terreno, da un particolare colore ecc.

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