Progettazione bioclimatica: la scelta del sito in funzione del clima

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La localizzazione degli insediamenti è fondamentalmente legata alle condizioni climatiche che caratterizzano un determinato luogo. Quindi in relazione al clima che concerne un sito è possibile determinare le variabili che condizionano le scelte progettuali e di sviluppo dell’insediamento stesso.

Ventilazione naturale e radiazione solare nei climi temperati

Ad esempio nei climi temperati le esigenze legate al raffrescamento riguardano prevalentemente il periodo estivo e sono variabili in relazione alla morfologia del luogo e alle direzioni prevalenti dei venti. La localizzazione dunque è strettamente legata alla esigenza di sfruttare una buona ventilazione naturale estiva ma anche di rendere efficace il flusso di radiazione solare invernale per permettere un adeguato apporto di calore durante i periodi più freddi. Altri parametri molto importanti sono eventualmente la vicinanza con bacini idrografici, la presenza di rilievi montuosi e la prossimità rispetto ai litorali e alle località di mare. In questo tipo di condizioni climatiche in zone collinari e montane è accettabile un orientamento generale dei versanti ESW (Est Sud Ovest).

Ventilazione naturale e radiazione solare nei climi caldi

Nei climi caratterizzati da temperature alte e bassi tassi di umidità è fondamentale cercare di limitare i guadagni termici prodotti dall’eccessivo apporto solare. In relazione alla presenza di montagne e colline è dunque preferibile individuare l’insediamento in prossimità dei fondovalle e ai piedi dei pendii. In relazione alle condizioni del sito è sconsigliabile un orientamento verso l’ Ovest.

Un insediamento collocato sulle pendici di un rilevo montuoso.

Un insediamento collocato sulle pendici di un rilevo montuoso.

In presenza invece di tassi di umidità rilevanti è importante valutare una localizzazione tale che minimizzi gli apporti solari ma anche che consenta una adeguata ventilazione naturale. In questo caso dunque è preferibile allontanarsi dalle zone ai piedi dei rilievi (in cui l’umidità ristagna più facilmente) per collocarsi sui pendii sopravento per sfruttare il flusso di aria circolante. Per le medie latitudini  è meglio preferire i versanti orientati a Sud mentre per le latitudini più basse quelli a Nord.

Il controllo dell’apporto solare

Un elemento certamente importante per lo studio e per la valorizzazione ambientale di un sito è il controllo dell’apporto solare. Questo è particolarmente interessante in condizioni orografiche particolari: infatti in presenza di luoghi caratterizzati da conformazioni planimetriche pianeggianti  il controllo solare può essere esercitato dalla progettazione relativa al singolo intervento più che ad una pianificazione generale. In presenza di zone montuose e collinari è necessario invece compiere lo sforzo di individuare posizioni più o meno privilegiate in relazione alle caratteristiche, in questo caso, del percorso della radiazione solare in riferimento alle coordinate geografiche individuate.

Durante l’estate, nel nostro emisfero Boreale, i versanti maggiormente colpiti dalla radiazione solare sono quelli ad Est, Ovest e Sud. A latitudini piuttosto basse l’irraggiamento maggiore sarà quello relativo ai primi due mentre con il crescere delle stesse il lato Sud sarà quello privilegiato. Il lato Ovest inoltre risulta quello con temperatura dell’aria più alta e quindi diviene in genere il lato meno favorevole per il comfort in relazione alla quantità di calore accumulata. In funzione del comportamento invernale è preferibile un orientamento Sud Est per anticipare nelle ore mattutine l’accumulo termico per riscaldare più velocemente gli edifici.

La carta solare nella progettazione bioclimatica

In situazioni orografiche piuttosto complesse è necessario un adeguato studio sul percorso solare anche in relazione agli elementi naturali che schermano l’andamento normale della radiazione e che quindi non consentono un totale sfruttamento della radiazione stessa. Esistono sistemi che consentono di proiettare geometricamente le ombre provocate dalla presenza dei rilievi in relazione all’altezza degli stessi e in funzione della distanza dal sito di riferimento. L’indice di soleggiamento infatti indica il rapporto tra ore soleggiate effettive e ore soleggiate teoriche.
Questo tipo di analisi consente dunque di sviluppare una maschera d’ombra che verrà sovrapposta al diagramma polare in relazione alla latitudine di riferimento.

I passi per procedere alla elaborazione delle maschere d’ombra sono abbastanza semplici: in relazione al sito si individuano i punti che vengono considerati significativi in funzione di altezza e distanza dal luogo (e che quindi incidono significativamente sulla schermatura dei raggi del sole). Questa operazione consente dunque di stabilire la linea di cresta che delimita lo skyline dell’intorno del sito sulla mappa solare. Per ogni punto sono dunque determinate le coordinate che corrispondono all’angolo di altezza e di azimuth che vengono determinate trigonometricamente o goniometricamente. La linea individuata delimita dunque l’area d’ombra che consente di verificare in una determinata data le ore in cui il sole raggiunge il sito di riferimento.

Progettazione bioclimatica

Una carta solare.

Esposizione ai venti dominanti

Per quanto riguarda invece l’esposizione ai venti dominanti è fondamentale lo studio delle direzioni prevalenti e i dati relativi alla ventosità della zona. Per quanto riguarda i climi che caratterizzano l’area mediterranea deve essere evitata dunque (sopratutto per zone caratterizzate da temperature medie elevate) l’esposizione ai venti caldi che normalmente soffiano dal quadrante SE-S-SW. I venti locali invece, le cosiddette brezze, sono i più adatti al raffrescamento naturale degli edifici in relazione al carattere di ciclicità giornaliera e alla capacità di abbassare la temperatura dell’aria. Le brezze marine determinano un aumento dell’umidità relativa dell’aria che può essere un problema nei climi caratterizzati già da una forte umidità.

Il parametro della ventilazione è particolarmente sensibile in relazione a siti caratterizzati da insediamenti residenziali di una certa entità e di emissioni nocive. Infatti il flusso dei venti può consentire il trasporto di sostanze inquinanti provenienti da fonti urbane.
In ambiti collinari e montani è da preferire una posizione esposta ai venti come quella di cresta, mentre i siti a mezza costa consentono di beneficiare di brezze di versante caratterizzate da temperature medie più basse dell’aria in quota (può essere un problema nei periodi più freddi dell’anno).

Un aspetto decisivo, in relazione alla progettazione di un sito è il rapporto tra terreno e costruzione. Questo diventa molto importante proprio in siti caratterizzati da una configurazione non pianeggiante dove la movimentazione artificiale del terreno può rappresentare una risorsa importante per la progettazione stessa.

L’alta inerzia termica del terreno può consentire la mitigazione delle escursioni termiche giornaliere e stagionali (può essere una eccellente soluzione in climi caldo-secchi). La riduzione della superficie di involucro esposta (attraverso il parziale interramento dell’edificio) consente di diminuire le dispersioni termiche verso l’esterno nei periodi freddi (quando la temperatura del terreno è più alta di quella dell’aria) e di aumentarle durante i periodi più caldi (dove la temperatura dell’aria esterna è più alta di quella del terreno).

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