Progettazione delle parti trasparenti e controllo solare.

Il controllo solare

Uno dei principali elementi in grado di filtrare i flussi provocati dalla radiazione solare è certamente una finestra o un elemento composto da materiale trasparente (vetro o affini) che grazie alla sua composizione riesce a rendersi permeabile al flusso radiativo del sole.

Questa proprietà è assolutamente fondamentale in quanto è grazie a questo tipo di elementi che riusciamo a illuminare (oltre che areare, ma questo riguarda altre considerazioni) naturalmente i nostri ambienti. In alcune situazioni e in determinate condizioni ambientali però si potrebbero generare dei problemi in quanto non si è in grado di controllare in maniera efficace l’apporto energetico e calorico del sole mediante l’utilizzo di un semplice vetro ma è necessario accoppiare diverse tecnologie per cercare di ovviare questa situazione sfavorevole.

I principali casi problematici in relazione alle chiusure trasparenti sono legati alle eccessive temperature interne degli ambienti che li rendono difficilmente abitabili, a situazioni di discomfort legate principalmente al contatto diretto tra corpo e radiazione solare che incide, eventuali danni ad oggetti legati alla propagazione delle componenti ultraviolette della radiazione e alla eccessiva luminosità degli ambienti.

Tutto ciò (e altro ancora) può essere generato dunque da una semplice installazione vetrata che non viene efficacemente controllata e predisposta a livello tecnologico (in relazione ovviamente a particolari condizioni climatiche e di esposizione).

In relazione a ciò è necessario in prima istanza riuscire a modulare l’ingresso della radiazione mediante l’utilizzo di schermature esterne che, correttamente progettate in relazione alla incidenza dei raggi, possono consentire una adeguata protezione alla radiazione diretta. Un altra operazione sulle componenti vetrate può essere realizzata inoltre mediante un corretto dimensionamento e sviluppo geometrico dell’elemento in relazione all’orientamento, alla inclinazione e all’area di superficie vetrata individuata.

Una terza operazione può essere quella di agire sulle proprietà termofisiche e ottiche dell’elemento vetrato in funzione delle sue capacità di interazione con il flusso radiativo incidente.

Esistono svariati tipi di vetri con composizione sia materica che a livello di pacchetto tecnologico diversa che sviluppano prestazioni di vario tipo in base alle volontà progettuali.

La scelta geometrica e dimensionale è di fondamentale importanza per determinare condizioni di comfort interne degli ambienti. Le aperture collocate a sud sono raggiunte da un flusso radiativo certamente maggiore rispetto al lato nord ed è quindi importante individuare ambienti che necessitino di un apporto superiore di luce e calore (come gli spazi giorno) rispetto a locali in cui la radiazione solare è meno desiderabile (come gli spazi notte). Per quanto riguarda gli orientamenti Est-Ovest sono da evitare grandi superfici finestrate.

La superficie vetrata da individuare è certamente bilanciata rispetto alle esigenze di illuminazione, di areazione e in equilibrio rispetto al fabbisogno termico desiderato. Un altro fattore importante è l’inclinazione della chiusura esterna in quanto influenza l’efficacia rispetto all’esigenza di controllo solare. Un inclinazione tendente all’orizzontale aumenta l’incidenza solare nei periodi estivi mentre il piano verticale o addirittura inclinato verso terra consente un minore apporto nello stesso periodo.

 controllo solare

Le fineste consentono l'ingresso della radiazione solare.

Riprendendo le considerazioni relative alle proprietà fisiche degli apparati vetrati è possibile dunque individuare un tipo di soluzione che sia finalizzata alla riduzione della trasmissione delle onde corte (flusso solare) e delle onde lunghe (flusso termico). Esistono elementi in grado di selezionare il range di lunghezza d’onda e rendersi dunque capaci di impedire l’ingresso radiativo in funzione delle condizioni microclimatiche.

I vetri colorati

I vetri colorati possono avere proprietà assorbenti piuttosto elevate e quindi rappresentano un problema in relazione alla loro capacità di trattenere la radiazione solare incidente e produrre quindi temperature piuttosto elevate della componente vetrata.

Sono disponibili però soluzioni cromatiche in grado di riflettere la radiazione (vetri colorati a specchio) che consentono temperature interne minori ma bassi apporti luminosi. I vetri a bassa emissività, grazie ad una pellicola applicata, sono molto efficaci nel ridurre, rispetto a soluzioni tradizionali, la trasmissione solare e la trasmissione termica.

Anche i componenti vetrati costituiti da pacchetti multistrato sono molto efficaci (sopratutto nella configurazione determinata da vetro assorbente esterno, camera d’aria ventilata e pellicola a bassa emissività posta sul lato esterno del vetro interno) per la modulazione termica e luminosa.

L’aspetto relativo agli elementi in grado di fornire una schermatura solare è una parte certamente essenziale delle componenti di chiusura esterna trasparenti. Questo perchè attraverso il mero utilizzo di criteri geometrici e di sviluppo materico è molto difficile realizzare un controllo sulla radiazione completo ed efficace.

Quindi per una progettazione sostanzialmente valida è utile accoppiare soluzioni di schermatura. Questo termine individua dunque elementi atti ad impedire l’ingresso parziale o totale in maniera fissa o variabile della radiazione rispetto ad un ambiente interno. Le schermature possono dunque essere distinte in base alla geometria (schermature verticali e orizzontali), alla posizione (interne ed esterne) e alla gestione (fisse o modulabili).

Esempio di vetro a taglio termico.

Esempio di vetro a taglio termico.

Le schermature solari orizzontali

Le schermature orizzontali (come solette, sporti, terrazze) sono efficaci se dimensionate opportunamente e se posizionate nella facciata sud in quanto consentono o impediscono l’ingresso termico e solare in relazione alle ore e alle stagioni.

Uno sporto adeguatamente dimensionato consente l’ombreggiamento di una parte finestrata durante le ore centrali nei periodi estivi e invece permette l’ingresso di flusso radiativo durante i periodi più freddi per incrementare gli apporti energetici.

Le profondità di questi sistemi orizzontali possono essere facilmente calcolate in relazione all’angolo di incidenza solare in funzione delle coordinate geografiche di riferimento e dalle variazioni stagionali.

Le schermature schermature solari verticali

Le schermature verticali (come pareti, doghe) funzionano in maniera corretta con orientamenti di qualsiasi tipo, quando però la direzione dei raggi solari non è contenuta nei piani paralleli a quello dello schermo. Rispetto agli sporti orizzontali dunque consentono una schermatura relativa ad altre incidenze.

Le schermature solari interne

Le schermature interne, come ad esempio le tende, sono poco efficaci in termini di controllo del flusso termico in quanto consentono l’ingresso del calore attraverso la parete vetrata.

Solitamente si utilizzano esclusivamente per modulare l’ingresso della luce e per preservare la privacy degli spazi interni. Inoltre la riflessione delle componenti schermanti interne contribuisce ad un incremento del reirraggiamento nel campo dell’infrarosso e quindi all’aumento della temperatura interna degli ambienti(ovviamente da evitare nei periodi estivi).

Quindi in termini di efficacia rispetto al tema del controllo solare nelle sue componenti queste soluzioni sono da evitare, preferendo dunque schermature esterne (come quelle realizzate da tapparelle, persiane o dagli elementi considerati in precedenza).

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