ES_2: Impatto della Radiazione Solare sugli spazi

La Radiazione Solare è l'energia radiante emessa nello spazio dal Sole, che si trasferisce da un corpo ad un altro per Irraggiamento, cioè attraverso onde elettromagnetiche. Dato che si tratta di energia termica si parla di Irraggiamento termico.

Tra i fattori che influiscono sull'irraggiamento i più importanti sono l'orientamento e la posizione della superficie di un edificio, poichè sono elementi su cui si può intervenire in fase di progettazione.

Vasari con il comando Solar Radiation ci permette di calcolare la Radiazione incidente su un edificio. Nel calcolo Vasari tiene conto: dell'ombreggiamento degli edifici circostanti; della porzione di cielo della superficie in analisi; dell'angolo di incidenza tra il sole e la superficie in analisi.

Bisogna sottolineare che il calcolo della Radiazione Solare ci dice la quantità di energia che colpisce una superficie, ma non ci dice quanta radiazione viene assorbita.

Studio della Radiazione Solare sull'edificio della Prima consegna:

Per prima cosa dobbiamo modellare finestre e balconi:

 - Selezioniamo il nostro edificio e diamo il comando Edit In-Place per modificarlo

- Impostiamo il piano di lavoro (comando Set Work Plane), che deve esse complanare alla superficie su cui dobbiamo lavorare

- Impostato il piano, disegnamo il profilo della finestra

- Una volta disegnata la finestra diamo il comando Create Form > Void Form

- Ora modelliamo i balconi. Disegnamo il profilo e poi diamo il comando Create Form > Solid Form

- Scriviamo lo spessore del balcone e infine diamo il comando Finish Mass

- Il risultato finale dovrebbe essere simile a questo

Ora passiamo al calcolo della Radiazione Solare:

- Clicchiamo il comando Solar Radiation e si aprirà una finestra dove si possono controllare vari parametri

- L'analisi che effettueremo deve essere Cumulativa del periodo estivo e del periodo invernale

- Una volta impostati i vari parametri selezioniamo le superfici che dobbiamo analizzare cliccando sull'icona con il cursore (per finire la sessione di selezione basta ricliccare l'icona)

Radiazione Solare sugli spazi aperti

La piazza antistante il lato Sud-Ovest dell'edificio preso in analisi è larga circa 30 m.

D'estate raggiunge dei valori di Radiazione Solare pari a circa 2.8 kWh/mq al centro e tra 0.0-2.8 kWh/mq ai lati della piazza. D'estate quindi si crea uno spazio non troppo caldo, aiutato anche dalla presenza degli alberi che favoriscono una protezione ai lati della piazza.

Estate:

La situazione si ripropone analoga d'inverno, ma la Radiazione Solare raggiunge un valore massimo, sempre al centro della piazza, sotto la media (tra 0.0-0.4 kWh/mq). D'inverno quindi si crea uno spazio freddo e poco confortevole, ma non del tutto inospitale.

Inverno:

Lato Sud-Est

Il lato Sud-Est presenta due facciate esposte a Sud-Est e una esposta a Nord-Est. La facciata d'angolo Sud-Est non presenta balconi e d'estate è esposta al Sole per la maggior parte del giorno, ma comunque raggiunge valori di Radiazione Solare nella media. La facciata esposta a Nord-Est non prende il Sole quasi mai e infatti presenta evidenti segni di degrado.

Estate:

D'inverno l'edificio vicino scherma interamente sia la facciata d'angolo Sud-Est sia la facciata Nord-Est, accentuando gli effetti del degrado dovuti all'umidità, visibile dal distacco dell'intonaco.

Inverno:

(I segni del degrado)

Lato Sud-Ovest

Il lato Sud-Ovest, come abbiamo detto, si affaccia sulla piazza. D'estate la protezione dalla Radiazione Solare è favorita dalla presenza dei balconi. La schermatura permette di raggiungere valori di Radiazione Solare vicini allo 0.0 kWh/mq. Se non ci fossero i balconi avremmo dei valori compresi tra 0.0-2.8 kWh/mq.

Estate:

D'inverno i raggi solari hanno un angolo d'incidenza minore, ma non riescono, tuttavia, ad investire la facciata in maniera ottimale. I valori della Rdiazione Solare si aggirano vicini a 0.0 kWh/mq. Nonostante questo fatto, non sono presenti segni di degrado.

Inverno:

Analisi Numerica della Radiazione Solare:

Questo tipo di analisi ci permette di studiare nel dettaglio la Radiazione Solare per quanto riguarda le superfici vetrate di un edificio.

Come avevamo accennato nella prima consegna, sul lato Sud Est si affacciano le camere da letto, mentre sul lato Sud Ovest, quello con i balconi, si affacciano i soggiorni. Per l'analisi abbiamo preso in considerazione solo i primi tre piani.

Lato Sud Est

 
D'inverno i valori della radiazione risultano essere molto bassi, infatti hanno un range che va da 0.0 a 0.1 Kwh/mq. Questo è dovuto alla presenza dell'edificio di fronte che scherma il nostro quasi per la maggior parte del giorno. Quindi dal punto di vista del comfort non abbiamo una situazione piacevole, gravata dal fatto che su questo lato si affacciano le camere da letto, le quali dovrebbero ricevere maggiore radiazione per un comfort notturno.

Lato Sud Ovest

Per quanto riguarda la facciata Sud Ovest i valori della radiazione hanno un range maggiore, che varia da 0.1 a 0.3 Kwh/mq. La superficie vetrata è maggiore, quindi sarà più influente la trasmittanza del vetro. I valori più alti della radiazione permettono di avere una situazione più piacevole nel soggiorno creando un ambiente non troppo freddo e soleggiato nel pomeriggio.

Valutazione dell'area di progetto:

La nostra area di progetto si inserisce in un importante nodo viabilistico (tra Viale Trastevere, Via degli Orti Cesare e Circonvallazione Gianicolense) nel Quartiere Gianicolense.

L'area ha una forma pressochè triangolare, con una superficie di 1800 mq e un dislivello tra il lato di Via degli Orti di Cesare e il lato di Via Crescenzo Del Monte di 6 m.

E' esposta per lo più a Sud  e il lato Nord confina con un edificio residenziale. Gli altri edifici nelle circostanze non influiscono sull'ombreggiamento in maniera rilevante.

Dallo studio dell'ombreggiamento si deduce che l'area è esposta al Sole per la maggior parte dell'anno, cosa positiva d'inverno, ma svantaggiosa d'estate.

Estate:  

Inverno:

Studio della Radiazione Solare sul Progetto:

Il progetto si può sintetizzare così: tre blocchi residenziali intersecati da tre ponti i quali collegano e contengono servizi e spazi comuni.

La radiazione solare sullo spazio aperto si presenta d'estate con dei valori medi al centro e molto bassi sui lati esterni. In inverno primeggiano i valori bassi quasi per tutta l'area, tranne al centro con dei valori leggermente più alti.

Da questa analisi si deduce che d'estate si potrà godere di un comfort più che d'inverno. Quindi la situazione più critica si presenta d'inverno. La soluzione sarebbe quella di rendere più permeabile dalla luce l'edificio più a Sud, magari con delle buacture in punti precisi.

Estate                                                                                           

Inverno

Da questa vista si può notare come la radiazione solare impatta relativamente poco all'interno dei tre blocchi, con maggiore influenza esternamente. La radiazione maggiore si ha sui lati corti esposti principalmente a Sud. I ponti mostrano una elevata esposizione sulla parte superiore.

D'estate questa situazione sembrerebbe essere vantaggiosa in quanto la bassa radiazione permette di avere un comfort interno, diminuendo anche i costi per il raffrescamento delle abitazioni. D'inverno la radiazione si tiene bassa per la maggior parte delle superfici, cosa che potrebbe rendere difficile creare un comfort adeguato a basso costo e richiedere una manutenzione frequente per la formazione di muffe, sopratutto nei punti critici, come nelle zone sotto ai ponti dove la radiazione solare è minima durante tutto l'anno. 

Per quanto riguarda i ponti, c'è il rischio che possano diventare dei luoghi inospitali tutto l'anno, ma soprattutto d'estate si potrebbero trasformare in delle "serre" se non schermate a dovere.

Estate                                                                                               

Inverno

Da quest'altro lato si può notare che la radiazione solare ha dei valori bassi d'estate e medio alti d'inverno. Questa parte del progetto si comportebbe bene se non fosse per il basamento dell'edificio, in particolare l'angolo in basso a destra della parte inferiore. Qui la radiazione è bassa tutto l'anno rischiando di creare disagio per il comfort e per la struttura. In quel punto comunque è prevista una sottrazione del volume che potrebbe risolvere questo disagio.

Estate                                                                                       

Inverno

Infine il lato Nord. Come ci aspettavamo la radiazione è minima tutto l'anno. Anche qui si presenteranno i disagi relativi al comfort e alla manutenzione. Una soluzione potrebbe essere quella di diminuire il volume esposto a Nord, ma potrebbe compromettere l'intera impostazione del progetto. Più probabile una soluzione tecnologica.

Estate                                                                                           

Inverno

Infine alleghiamo la schedula del progetto: