1. 1_TUTORIAL MODELLAZIONE BALCONI E FINESTRE:

Cliccare su Modify, quindi su “Edit In-Place” per modificare l’edificio selezionato e creare così il primo balcone;

Selezionare Model à Rectangular e creare la prima figura assicurandosi che il comando “Wotk in plane” sia attivo in modo da lavorare sulla facciata dell’edificio prescelta; 

Subito dopo aver modificato le sue misure cliccare su Create Formà Solid in modo da estrudere il rettangolo e stabilire di quanto dovrà aggettare il balcone (ad es: 2,00 m);

Ripeto il procedimento precedente per creare la finestra, ma questa volta seleziono il comando “Create form” à Void e scelgo le dimensioni della rientranza;

Infine fare click su “Finish Mass” per terminare e uscire dalla modalità modifica dell’edificio.

2_TUTORIAL SOLAR RADIATION:

Dopo aver modellato l’edificio iniziamo l’analisi degli spazi aperti che circondano l’edificio e dell’edificio stesso attraverso il comando “Solar Radiation”;

1. Cliccando sul comando “Solar radiation” si aprirà una finestra da cui cambieremo le seguenti impostazioni:

1. Il tipo di analisi facendo click sul menù a tendina “Type” à Cumulative
2. L’unità di misura cliccando sul menù a tendina di “Unit”-à kWh/m2
3. Lo stile cliccando sui puntini accanto al menù a tendina di “Style”

1. . Si aprirà dunque un’ulteriore finestra, clicchiamo sulla prima icona in basso a sinistra e creiamo un nuovo stile. Nella finestra “New analysis display style” spuntiamo “Markers with text” e nominiamo il nuovo stile con ad es: “Numerico” , quindi facciamo click su Ok;

Ora cliccando su numerico possiamo modificare le impostazioni e i colori tramite “Settings” e “Color”:

• Cliccando su “Settings” possiamo cambiare le impostazioni dei seguenti parametri:

• La forma del marcatore modificando dal menù a tendina di ShapeàCircle
• Text Labels on Markers à Show All
• Il numero dei decimali di approssimazione tramite Rounding à 1 decimal place (volendo anche 2 decimal place)

•  Facciamo click su “Color” e impostiamo i valori massimi in rosso e i minimi in blu facendo click sui comandi sotto la colonna “Color at value” e ponendo “Red” e “Blue” rispettivamente per “Max” e “Min”.

ATTENZIONE: I colori, da default, sono impostati esattamente al contrario!

Dunque tornando alla finestra iniziale di “Solar radiation”  facciamo click sui puntini accanto alla voce “Sun study”; si aprirà una nuova finestra dove modifichiamo le seguenti impostazioni:

1. Nel quadrante in alto a sinistra è possibile scegliere l’arco di tempo durante il quale eseguire l’analisi (Single Day, Multi-Day etc); spuntiamo la voce “Multi-Day”;

IMPORTANTE: Mentre nello studio delle ombre condotto nella scorsa esercitazione abbiamo scelto di condurre l’analisi considerando un arco di tempo ristretto (ad es: un singolo giorno), in questo caso, usando lo strumento Solar Radiation, è molto più utile analizzare un arco di tempo vasto (ad es: una stagione) piuttosto che la singola giornata;

1. Nel quadrante in basso a sinistra possiamo scegliere la stagione da studiare (ad es: clicchiamo su Summer Solar Study);
2. Nel quadrante in alto a destra possiamo scegliere i giorni e l’ora modificando rispettivamente “Date” e “Time”; (se vogliamo farlo dall’alba al tramonto sarà sufficiente spuntare la voce “Sunrise to sunset”;
3. Nel quadrante in basso a destra fare attenzione che sia settato il “ground plane” giusto.

1. Fare click su Ok per tornare al menù precedente e quindi cliccare su “Analyze” per iniziare l’analisi.

3_ANALISI DEGLI SPAZI APERTI CIRCOSTATI ALL’EDIFICIO CONSIDERATO:

Abbiamo preso in analisi il cortile interno, spazio di pertinenza del nostro edificio e dei due edifici circostanti, di cui avevamo precedentemente esaminato le ombre per la prima esercitazione. 

RADIAZIONE SOLARE ESTIVA

RADIAZIONE SOLARE INVERNALE

Come era emerso dalla precedente analisi sull’ombreggiamento, il cortile interno risulta in ombra durante quasi tutto l’anno a causa dell’eccessiva vicinanza dei tre palazzi circostanti, fatta eccezione per le ore 12.00 del solstizio d’estate quando risulta pienamente illuminato. Alla luce di questo studio non sorprendono i risultati che sorgono dall’analisi dei valori della radiazione solare. Abbiamo condotto lo studio esaminando ciò che accade durante la stagione estiva ed invernale. In entrambi i casi le zone con radiazione solare più bassa sono quelle prossime agli edifici, mentre i valori più alti li troviamo nelle zone più esterne e dunque prive di protezione. I valori massimi estivi raggiungono i 206 kWh/m2 (abbiamo tralasciato i valori massimi corrispondenti al colore giallo poiché  su quell’area nella realtà si sviluppano altri edifici non presenti in quest’analisi) , mentre durante la stagione invernale scendono notevolmente a circa 55 kWh/m2. Focalizzandoci ora sul cortile interno (1), esso risulta essere poco confortevole durante la stagione invernale, come evidenziato dall’immagine e dalla concentrazione del colore blu, e dunque dei valori minimi di radiazione solare. 

In seguito, al fine di rendere il più veritiera possibile quest’analisi abbiamo inserito la vegetazione, ipotizzando che tale presenza potesse influire sull’andamento della radiazione solare. 

RADIAZIONE SOLARE ESTIVA– CON VEGETAZIONE

RADIAZIONE SOLARE INVERNALE – CON VEGETAZIONE

Abbiamo osservato come durante l’estate la situazione resti pressoché invariata, mentre durante l’inverno la vegetazione aumenti la concentrazione dei valori minimi nella zona del cortile interno.

Durante la stagione estiva, quindi, il cortile risulta essere uno spazio fresco punto di ristoro durante le calde giornate d’estate;  durante l’inverno, al contrario, questo diventa uno spazio freddo e piuttosto umido, come dimostrato tra l’altro dalla presenza di muschi/licheni e di macchie dovute all’umidità:

Abbiamo dunque esaminato con il metodo cumulativo anche alcune delle facciate del nostro edificio, per avere delle informazioni, anche se approssimative,  su quanto calore fosse generato su di esse. Infatti questo tipo di analisi può generare delle inesattezze se usata per studiare le facciate. 

FACCIATA OVEST - ESTATE

FACCIATA OVEST - INVERNO

FACCIATA ESPOSTA A SUD/OVEST – ESTATE

FACCIATA ESPOSTA A SUD/OVEST – INVERNO

CONSIDERAZIONI:

1.  In accordo con l’analisi sull’ombreggiamento questa facciata risulta essere la più illuminata durante l’anno (causa: esposizione + assenza di edifici circostanti), tuttavia la presenza di aggetti modera il calore e riduce la radiazione solare che durante l’estate raggiunge valori molto bassi (piani alti) o comunque un valore inferiore ai 100 kWh/m2 (piani inferiori). Di conseguenza questa soluzione architettonica garantisce buoni livelli di comfort durante l’estate, dando vita ad ambienti freschi. D’inverno, i valori di radiazione solare  si mantengono bassi facendo sì che i piani inferiori godano di valori buoni (fino a 59 kWh/m2)  mentre quelli superiori restino freddi e poco confortevoli. Ipotizziamo che questa situazione provochi la diffusione di macchie dovute all’umidità e di degrado dell’intonaco, anche se questi danni non risultano evidenti a causa della recente ristrutturazione delle 4 facciate dell’edificio.
2. In secondo luogo è interessante effettuare un confronto tra i valori della radiazione solare dei piani inferiori registrati d’inverno e quelli annotati durante l’estate e notare come i valori non varino notevolmente come negli altri casi; d’inverno infatti si raggiungono i 118 kWh/m2 e d’estate ci si stabilizza intorno ai 170 kWh/m2 .  Possiamo quindi affermare che (in proporzione) l’inclinazione dei raggi solari durante l’inverno faccia scaldare la facciata maggiormente che in estate.

Ci focalizziamo ora sulla finestra del terzo piano:

Notiamo come la presenza di valori bassi di radiazione solare in prossimità della parte inferiore della finestra e dunque dell’aggetto implichi una condizione di degrado, seppur poco evidente, data la recente ristrutturazione dell’intonaco di facciata. 

DETTAGLIO DEGRADO INTONACO FINESTRA

4_ANALISI NUMERICA – DETTAGLIO:

Al fine di conoscere con maggiore esattezza i valori della radiazione solare conduciamo ora un’analisi numerica delle facciate opache e delle finestre vetrate della FACCIATA SUD/OVEST. 

SUPERFICIE OPACA – INVERNO                                                 SUPERFICIE OPACA ESTATE

SUPERFICIE VETRATA – INVERNO                                           SUPERFICIE VETRATA – ESTATE

CONSIDERAZIONI:

PREMESSA:

Innanzitutto è possibile notare una coerenza tra i due stili di analisi (cumulativa e numerica) in quanto, soffermandoci sui valori del 3 e del 4 piano, notiamo un andamento crescente dei valori di radiazione solare man mano che si procede verso i piani inferiori, a causa della presenza degli aggetti (come dimostrato in precedenza).

• SUPERFICI OPACHE

In inverno i valori sono piuttosto alti e si aggirano intorno ai 110 kWh/m2 sulla facciata opaca, garantendo dunque un alto comfort agli ambienti che affacciano su questo fronte; d’estate i valori aumentano rispetto al periodo invernale( 180 kWh/m2 ca), sebbene siano dei valori relativamente bassi per tale periodo e testimoniano la presenza  degli aggetti in facciata e la loro efficacia in vista del caldo estivo. L’influenza degli aggetti emerge anche dai valori della radiazione solare dei balconi, o meglio delle facciate protette dagli aggetti dei balconi, che riportano valori molto bassi in estate fino ad un massimo di 15 kWh/m2.

• SUPERFICI VETRATE

Anomalo è il comportamento delle finestre, dove i valori di radiazione solare risultano maggiori in inverno piuttosto che in estate. La spiegazione potrebbe derivare dall’inclinazione dei raggi solari durante i due periodi dell’anno e di conseguenza dalla presenza degli aggetti. D’inverno i raggi più bassi colpiscono direttamente la finestra, d’estate i raggi, aventi un’inclinazione maggiore, vengono intercettati dagli aggetti.

5_ANALISI AREA DI PROGETTO

ANALISI OMBREGGIAMENTO CON E SENZA IL NOSTRO EDIFICIO

L’area di progetto esaminata, situata nel quartiere Trastevere, si trova in prossimità dell’omonima Stazione ed è delimitata a Ovest da Via degli Orti di Cesare e a Est da via di Monte Crescenzo. Queste due strade sono poste a due quote differenti e fanno sì che l’area si trovi su un dislivello di 6 metri circa.

Abbiamo innanzitutto esaminato l’andamento solare sull’area di progetto senza il nostro edificio durante i 4 periodi principali dell’anno:

SOLSTIZIO D’ESTATE

Durante il periodo estivo, la nostra area è sempre  esposta al sole, tranne alle 18:00 dove inizia ad essere ombreggiata dagli edifici esposti ad ovest.

SOLSTIZIO D’INVERNO

Nel periodo invernale invece abbiamo una situazione completamente diversa, poiché la nostra area è completamente ombreggiata dagli edifici circostanti e viene illuminata totalmente solo alle 12:00.

EQUINOZIO PRIMAVERA / AUTUNNO

Per quanto riguarda i due equinozi si verifica la stessa situazione, ovvero, alle 9:00 il lotto viene parzialmente ombreggiato dagli edifici alla sua sinistra, alle 12:00 l’area è totalmente soleggiata ed infine elle 17:00 viene di nuovo parzialmente oscurata dagli edifici ad ovest.

Successivamente abbiamo inserito il nostro edificio all’interno dell’area e analizzato la situazione negli stessi periodi dell’anno:

N.B. Manca l’analisi del solstizio d’inverno alle ore 18:00 poiché durante la stagione invernale il sole tramonta prima di quest’orario e dunque nel render l’area si presentava totalmente in ombra. 

Notiamo come le facciate dell’edificio risentano in maniera diversa dell’esposizione solare: la facciata esposta a Nord risulta soleggiata durante l’intero arco dell’anno fatta eccezione per le ore 18.00 del solstizio d’estate. Dunque dall’analisi della radiazione solare ci aspettiamo dei valori piuttosto alti sia durante l’inverno che durante l’estate.  

6_ANALISI RADIAZIONE SOLARE

Abbiamo inoltre studiato i valori di radiazione solare dell’area di progetto e abbiamo notato che durante il periodo estivo la radiazione arriva ad un livello molto alto (386 kwh/mq), mentre nel periodo invernale si arriva ad un massimo di 97 kwh/mq.

ANALISI RADIAZIONE SOLARE AREA TRASTEVERE – INVERNO

ANALISI RADIAZIONE SOLARE AREA TRASTEVERE - ESTATE

Notiamo come la vicinanza tra il nostro edifico e quello antistante sul fronte Nord crei una zona con valori di radiazione solare piuttosto bassi, dunque ci focalizziamo sull’analisi delle 4 facciate del nostro edificio al fine di conoscere i valori approssimativi della facciata e tenerne conto in fase di progetto di finestre e aggetti.

      FACCIATA SUD/OVEST – ESTATE                                         FACCIATA SUD/OVEST – INVERNO

          FACCIATA NORD/EST – ESTATE                                       FACCIATA NORD/EST – INVERNO

CONSIDERAZIONI:

Alla luce dell’analisi condotta terremo in considerazione che le facciate esposte a Nord e a Est registrano valori di radiazione solare piuttosto alti sia in estate che in inverno (come ci aspettavamo dall’analisi dell’ombreggiamento), al contrario delle facciate Sud e Ovest che risentono della vicinanza con gli edifici circostanti e dell’ombra che questi proiettano su di esse. In fase di progetto dunque dovremo tenere conto di questi valori e realizzare degli aggetti protettivi nelle facciate Nord e est al fine di rendere il più confortevoli possibili gli ambienti che vi si troveranno. 

7_CONTROLLO DELLE DIMENSIONI DELL’EDIFICIO – COMANDO SCHEDULE

1. Fare click su Modify --> Level

2. Considerando che ad ogni livello che andremo a creare corrisponde un piano del nostro edificio possiamo realizzare tanti livelli quanti sono i piani e distanziarli a seconda dell’altezza di piani;

3.  È possibile rinominare i livelli ( in modo da associarli ai piani dell’edificio, ad es: piano 1, 2 ecc) facendo click  con il tasto destro del mouse sul livello prescelto da menù a sinistra, cliccando su Properties e modificando il nome tramite la voce “View Name”;

4. Cliccare dunque sull’edificio in questione e selezionare il comando “Mass Floors” in modo da far intersecare i piani dei livelli appena creati con l’edificio, dando luogo così ai vari piani;

5. Facendo click su “Schedule” si aprirà una nuova finestra, selezionare “Mass Floor”, e se si vuole, rinominare la schedule;

6. Dunque si aprirà una nuova finestra, è possibile scegliere le proprietà della schedule e anche i calcoli che effettuerà (ad es: Floor Area,Floor Perimeter, Floor Volume, Level, Mark). Quindi fare click su Add e successivamente su Ok.

La seguente schedule contiene il calcolo dei livelli delle masse esaminate. Secondo le linee guida il progetto deve avere una superficie massima di 5000 m2 , suddivisi in 3000m2 per le abitazioni e 1500/2000m2 per i servizi. Dalla tabella emerge che secondo le dimensioni del nostro edificio arriviamo ad una superficie di circa 6000 m2 e dovremmo dunque leggermente ridimensionare l’edificio o comunque tenere conto del fatto che siamo vicini al limite dimensionale massimo.