Il controllo termico attraverso le pareti opache.

Le tecniche di controllo ambientale possono essere applicate non solo lavorando sulle partizioni vetrate ma sopratutto anche in funzione della progettazione dell’involucro che rappresenta poi l’elemento fondamentale per il funzionamento bioclimatico del sistema architettonico.

Queste tecniche possono essere principalmente individuate con l’obiettivo di fornire una regolazione della trasmissione del calore dovuta all’irraggiamento solare, di controllo del flusso termico (mediante l’isolamento termico) e della capacità di accumulo termico (inerzia termica) del flusso assorbito.

Esempio di materiale riflettente.

Esempio di materiale riflettente

Il valore della radiazione solare in relazione ad una superficie opaca può essere misurato mediante il fattore di guadagno solare che definisce il tasso di flusso termico generato dalla radiazione ed espresso come misura della radiazione solare incidente sulla superficie esterna.

Questo fattore di guadagno solare dipende dalle caratteristiche specifiche del tipo di involucro considerato. In primo luogo una caratteristica fisica importante è l’assorbanza della superficie esterna, cioè la quantità relativa di energia radiante assorbita rispetto alla energia solare totale incidente.Questo parametro dunque influisce sulla capacità della partizione esterna di assorbire la radiazione solare in funzione del valore di espressione della stessa. Il coefficiente di trasmissione termica globale invece individua la capacità di trasmettere calore per conduzione (quindi attraverso la partizione) e per convezione (quindi attraverso l’aria interna ed esterna).

Un altro indice di grande importanza è l’emissività, cioè il rapporto tra quantità di radiazione emessa nell’infrarosso dalle superfici esterne o interne in relazione alla quantità emessa da un corpo nero (un corpo in grado di assorbire interamente la radiazione incidente). In relazione alla massa muraria è possibile individuare inoltre la capacità termica (e in relazione ad essa la resistenza termica) che determina il ritardo termico con cui il calore accumulato nella partizione muraria viene trasferito e rilasciato nell’ambiente interno (inerzia termica).

Il controllo termico in relazione alle radiazioni del sole è particolarmente importante nella copertura in quanto questa, durante i periodi caratterizzati da un maggiore flusso radiativo, rappresenta la zona maggiormente colpita. Una soluzione particolarmente efficace per ridurre ad esempio il fattore di guadagno solare per una struttura di copertura è quello di realizzare tetti ventilati attraverso l’interposizione di una intercapedine d’aria che ha effetto positivo anche sulla temperatura radiante.

I trasferimenti possono essere anche efficacemente ridotti mediante l’utilizzo di isolamenti radiativi realizzati attraverso il posizionamento di materiali in grado di riflettere la radiazione nello spettro di infrarosso come materiali sintetici o fogli di alluminio.

L’inerzia termica

controllo termico

Uno studio planimetrico relativo alla ventilazione.

Le chiusure esterne opache consentono anche di lavorare in relazione all’inerzia termica del sistema di cui fanno parte; l’inerzia termica riguarda principalmente la capacità dell’edificio di accumulare e di rilasciare calore. Più alto è questo valore di inerzia termica minore sarà la velocità con cui la temperatura interna varierà in relazione ad un incremento o a una diminuzione della temperatura esterna. Questa proprietà risulta molto utile in relazione al tipo di controllo climatico che si vuole realizzare in relazione agli ambienti interni.

Il controllo degli apporti solari attraverso la progettazione, lo studio e l’applicazione delle componenti esterne opache è strettamente necessario al fine di sviluppare un sistema architettonico di qualità dal punto di vista energetico e di comfort.

In relazione all‘inerzia termica ad esempio è molto importante sapere che, nei climi caratterizzati da condizioni assimilabili al caldo-secco e temperato-secco (quindi con grandi escursioni termiche giornaliere), è molto consigliato contribuire a creare soluzioni perimetrali e sommitali dotate di grande inerzia termica proprio per la loro capacità di stabilizzare la temperatura e rendere attenuate le variazioni di temperatura esterna.

I sistemi di isolamento

In caso di grande umidità (che caratterizza i climi caldo-umidi) è necessario, in caso di massa termica elevata, unire anche sistemi di isolamento che consentano di ridurre gli episodi, ad esempio, di surriscaldamento notturno indesiderato. Generalmente per questo tipo di clima l’inerzia termica elevata può determinare comunque prestazioni decisamente diverse dal punto di vista climatico: è necessario dunque prestare particolarmente attenzione alla ventilazione naturale e alla schermatura delle partizioni vetrate.

Per quanto riguarda invece edifici ben isolati, con particolare attenzione per le strutture terziarie, che si caratterizzano per guadagni interni molto elevati, la tipologia di problemi è di questa natura: è necessario rimuovere il calore accumulato durante le ore del giorno più calde mediante strumenti di ventilazione adeguati.

Controllo termico e microclimatico tramite le partizioni interne

Il controllo termico e microclimatico non è totalmente a carico di soluzioni relative all’involucro esterno ma può essere realizzato anche mediante una corretta progettazione delle partizioni interne che interessano il nostro edificio. Certamente la distribuzione degli spazi (logicamente mediando con le caratteristiche proprie della destinazione d’uso) può essere assolutamente realizzata in funzione della valorizzazione degli aspetti relativi alla ventilazione naturale sia per il raffrescamento corporeo che per quello relativo al sistema costruttivo stesso.

La scelta dei materiali

La scelta dei materiali è decisiva, relativamente alla tipologia materica, agli spessori, al tipo di soffitti e pavimentazioni, agli arredi, in funzione delle caratteristiche fisiche dei materiali stessi. Inoltre anche rispetto alla capacità dei solai, esposti alla radiazione solare, di assorbire e accumulare calore e di raffrescare durante il periodo notturno.

La configurazione planimetrica

Per quanto riguarda la configurazione planimetrica uno degli aspetti certamente da valutare è quello della potenzialità della ventilazione passante che può essere espressa evitando dunque di posizionare eccessive partizioni perpendicolari rispetto al flusso d’aria.  Negli edifici a carattere residenziale gli spazi come soggiorni, aree studio dovrebbero essere collocati sul lato sopravento mentre camere, cucine e servizi igienici collocati sul lato sottovento per evitare la propagazione degli odori negli ambienti interni.

Gli elementi verticali

iAnche la distribuzione degli elementi verticali è molto importante al fine di controllare i flussi d’aria interni. Ad esempio in un edificio residenziale multipiano i vani scala, gli ascensori e i vani tecnici dovrebbero essere localizzati in punti che non consentano l’immissione di aria calda nei locali collocati ai piani superiori. Questa condizione può essere realizzata collocandoli sul lato sottovento dell’edificio e posizionando le aperture della fuoriuscita dell’aria più in alto rispetto alle finestre degli spazi abitati.

In relazione alla possibilità che questi elementi, in caso di incendio, comportino uno sviluppo notevole del processo di combustione e quindi della propagazione di fumi tossici nei locali, la normativa europea(e quella italiana) prescrive l’installazione di porte resistenti al fuoco e a tenuta d’aria (REI) in tutti i locali comunicanti con il vano tecnico verticale e anche l’immissione forzata di aria nel locale stesso per mantenerlo in condizioni di sovrappressione.

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