Analisi radiazione solare_Palazzo Largo don Gino Ceschelli_Area di Progetto

Dopo aver modellato la forma base dell'edificio nella precedente esercitazione ci apprestiamo a perfezionare il modello aggiungendo ad esempio eventuali balconi o logge.

MODELLAZIONE:

Dopo aver selezionato la massa e usato il comando "Editi in place" per modificarla, e aver settato il piano o la superficie di lavoro con il comando “set” andiamo, per esempio, a modellare un balcone.

Disegnata la forma del solaio del balcone con le giuste dimensioni, possiamo estruderlo, con il comando “Create form”_ “Solid form”(1). Introduciamo un nuovo comando per modellare le rientranze e le logge nella facciata, dopo aver disegnato sulla facciata la forma di questa utilizziamo il comando “Create form”_ “Void form” (2)

Continuando a modellare utilizzando il void possiamo riportare le finestre e le porte finestre presenti sul nostro balcone

ANALISI (TUTORIAL):

Dopo aver effettuato la modellazione dell'edificio passiamo ora all'analisi dell'intorno e del nostro edificio con il comando “Solar radiation”.

Il comando si trova nel menù analyze, clicchiamo su “Solar radiation”.

Si aprirà ora un menù con molteplici dati e opzioni da settare:

• Cliccando sul tasto con il puntatore: selezioniamo le facce del solido che si desidera analizzare con il comando
• Cliccando sui “puntini” apriremo un nuovo menù in cui decidere in che lasso temporale fare la nostra analisi ( es “single day” o “multi day”). Selezionando su multi day possiamo poi settare i giorni e l'orario in cui viene effettuata l'analisi (nella lista dei presets abbiamo già ad esempio le stagioni dell'anno). Per farla dall'alba al tramonto mettiamo la spunta su “sunrise to sunset”.
• Dopo aver fatto attenzione a settare il giusto “ground plane” clicchiamo su “ok” e torniamo al primo menù aperto dai “puntini”

La barra “analysis accuracy” può essere modificata per aumentare o diminuire la precisione dell'analisi.

In data display (abbiamo tre opzioni da settare):

• il tipo di analisi: in questo caso scegliamo cumulativo
• l'unita di misura: in questo caso scegliamo kwh/mq
• Possiamo selezionare lo stile dell'analisi ( in seguito vedremo anche come crearne uno nuovo)

Ora possiamo cliccare su “analyze” e iniziare la nostra analisi.

ATTENZIONE ! Per la radiazione solare sui singoli elementi, ad esempio le finestre, può essere fuorviante usare lo stile di “default”.Poichè questo, pone i colori di massimo e minimo relativi rispetto all'oggetto analizzato e non su valori standard predefiniti. Questo può quindi portare a errori nell'analisi, pensando che lo stesso colore per due elementi esposti diversamente sia indice di un uguale valore di radiazione solare. Per questo introdurremo un nuovo stile di radiazione solare, quello numerico.

Dal menù che si apre dopo aver cliccato su “Solar Radiation” clicchiamo sui “ puntini” accanto a style.Ci si aprirà un nuovo menù, clicchiamo su come indicato nell'immagine sul tasto “new” indicato in basso a sinistra della nuova scheda aperta. Scegliamo il tipo di analisi “Markers with text” e diamo un nome a questo nuovo stile.

Dopo aver fatto questo si aprirà un nuovo menù sulla destra della finestra in cui possiamo settare diversi parametri dello stile ( la forma del marcatore, i decimali di approssimazione ecc ecc)

IMPORTANTE! Invertire nel menù "color" i due colori rosso e blu per la minima e la massima radiazione rispetto a come vengono dati di default. Clicchiamo su ok e nel menu a tendina degli stili selezioniamo il nuovo stile creato. Aumentando o diminuendo “Analysis accuracy” aumentiamo od diminuiamo la densità di punti dell'analisi.

ANALISI DELL'EDIFICIO PRESO IN ESAME:

Spazi aperti:

Per l'analisi della radiazione solare sugli spazi aperti abbiamo deciso di fare un tipo di analisi cumulativa nei due periodi: estate (21 giugno, 22 settembre) ed Inverno (21 dicembre, 20 marzo).

I due spazi analizzati sono stati la piazza antistante al palazzo (includendo anche una parte del cortile interno antistante al palazzo(1) e il cortile interno tra i due palazzi (2). 

Radiazione solare estiva area.

Nel modello sono stati inseriti anche degli alberi, molto presenti intorno al nostro edificio di analisi (si tratta di Pini marittimi, Cedri del Libano, Magnolie e Ligustri)

Radiazione solare estiva area con alberi.

Vediamo come nel periodo estivo la radiazione solare sia molto più bassa (75 kwh/mq) nelle zone prossime all'edificio ( sia nella piazza, più nello specifico nella parte del cortile prima di questa, sia nel cortile) e nel cortile interno. La minor radiazione di queste zone è dovuta anche alla grande presenza di alberi (in maggior misura nel cortile). Le zone più calde invece (abbiamo valori che vanno da 203 kwh/mq a 400kwh/mq) sono quelle che si trovano nella parte più esterna del cortile, non protette dai palazzi, e nella parte finale della piazza sulla destra ( dove addirittura si arriva a circa (400 kwh/mq). In conclusione il cortile interno e la prima parte della piazza (intesa come zona 1) risultano essere dei luoghi piacevoli in estate. Vediamo da un confronto come la radiazione senza la presenza degli alberi sia molto più forte (il cortile interno ha per la maggiorparte una radiazione di 203 kwh/mq e le parti più esterne di questo arrivano a 400 kwh/mq) e renderebbe meno piacevole tutti gli spazi prima analizzati.

Radiazione solare invernale area.

Radiazione solare invernale area con alberi.

Nel periodo invernale notiamo come la radiazione solare scenda di molto, nelle zone blu scure la radiazione è meno di 20 kwh/mq generando spazi freddi e umidi, dove sostare non è confortevole al contrario di quanto succedeva in estate, dove la formazione di muffe o di macchie è spesso presente. Alcune foto della pavimentazione e dei muretti in tufo, nella prima parte del cortile interno e quelli antistanti all'edificio prima della piazza lo dimostrano: 

Le zone del cortile non racchiuso dagli edifici continuano ad avere in inverno una radiazione più alta e divengono così luoghi non umidi piacevoli dove stare.

Vediamo come anche qui la presenza degli alberi abbassi la radiazione solare nel cortile interno, questi ultimi quindi favoriscono la fruibilità di questi spazi maggiormente in estate che non in inverno. Molte delle considerazioni fatte per gli spazi aperti riprendono quelle già riportate nella prima esercitazione.

​Palazzo:

Anche se come detto prima, l'analisi cumulativa porta a degli errori in caso di studio di facciate con diversa esposizione prima di pasare a quella numerica passiamo a fare delle condierazioni su questa.

FACCIATA PRINICIPALE:

Analisi del periodo estivo.

Analisi nel periodo invernale.

Dalle due immagini potremmo cadere in errore come dicevamo prima per i colori, come vedremo poi da un'analisi più di dettaglio con la radiazione numerica le due radiazioni sono tutte e due molto basse (la facciata è esposta a Nord_Est) , portando benefici e svantaggi di cui tratteremo in seguito. Questa condizione porta molta umidità sulla facciata principale e fa si che l'acqua che dilava su questa non evapori facilmente. L'edificio non ne risente molto, essendo costituito da pannelli prefabbricati sabbiati e non da intonaco, non presentando cosi distacchi in facciata. Come vedremo in seguito questa situazione è diversa per i balconi che sono invece intonacati.

Analizzando per intero la facciata, selezionando anche gli aggetti non si nota nulla di interessante per essere raffrontato con delle foto, invece analizzando solamente la supeficie della facciata, vediamo come questa presenti dei punti con minor radiazione solare, proprio in quei punti troviamo delle "macchie" sulla facciata dovute all'umidità.

FACCIATA INTERNA:

Analisi del periodo estivo.

Analisi del periodo invernale.

Anche qui i colori potrebbero indurci nell'errore se non corredati da una scala numerica. Dalle foto possiamo vedere come nel periodo estivo, la facciata presenti una radiazione di circa 160 kwh/mq. Notiamo come le logge schermino perfettamente in estate le vetrate al loro interno e come la radiazione solare cresca salendo verso i piani più alti (nell'analisi delle ombre, le zone piu alte erano le ultime a rimanere in ombra). Questo discorso invece non vale per le finestre dell'ultimo piano in cui invece la radiazione è piu contenuta grazie all'aggetto del terrazzo condominiale.

ANALISI NUMERICA DI DETTAGLIO:

Attraverso questo tipo di stile di radiazione abbiamo studiato meglio alcuni elementi di dettaglio dell'abitazione del primo piano del palazzo

 Radiazione solare in inverno sulle superfici vetrate (facciata principale).     Radiazione solare in estate sulle superfici vetrate (facciataprincipale).    

Radiazione solare in inverno sulle superfici opache (facciata principale).           Radiazione solare in estate sulle superfici opache (facciata principale).

Dall'analisi emerge come la radiazione solare sia molto bassa in inverno, ad esempio sulla finestra passiamo da valori di un minimo di 3.9 kwh/mq ad un massimo di 8.2 kwh/mq. La porta vetrata e la finestra interna al balcone risentono di questa posizione e presentano radiazioni solari ancora piu basse. Da questa analisi si comprende come le superfici vetrate di questa facciata ricevano pochissima luce diretta durante tutto l'arco del'anno. Le stanze affaciate su questo lato (una camera e il soggiorno) risulteranno così in inverno fredde e poco illuminate dalla luce del sole, quindi poco piacevoli, al contrario in estate saranno molto fresche.

Vediamo come sulle superfici opache i valori siano simili a quelli per le superfici vetrate (dobbiamo però ricordare che una supeficie vetrata ha molta più trasmittanza termica). Valori piu alti si registrano invece sulle superfici dei balconi, in aggetto di circa 1,5 metri (in cui la radiazione sale anche a 30/35 kwh/mq), nonostante questo possiamo vedere come sui balconi per la presenza di umidità l'acqua che dilava dalle fioriere in cemento sui balconi, non si asciughi rapidamente e macchi irrimediabilmente la facciata; la macchia è dovuta anche alla ruggine (causata anche questa in parte dall'umidità) dei ferri dei vasconi.

Radiazione solare in inverno sulle superfici vetrate (facciata interna).           Radiazione solare in estate sulle superfici vetrate (facciata interna).

Radiazione solare in inverno sulle superfici opache (facciata interna).             Radiazione solare in estate sulle superfici opache (facciata interna).  

Al contratrio della facciata principale la facciata interna del palazzo riceve molta più radiazione solare, vediamo come la finestra sulla parte terminale del palazzo sulla destra riceva una radiazione di circa 60 kwh/mq in inverno e poco più del doppio in estate. L'andamento è molto simile anche per le superfici opache. La stanza da letto della finestra analizzata infatti risulta calda e confortevole d'inverno, con una buona illuminazione dopo le ore 11 (come è emerso anche dall'analisi delle ombre), ma molto calda in estate (soprattutto nelle ore piu calde dalle 11:00 alle 14:00). Interessante è la differenza di radiazione tra la finestra appena analizzata è quella nella loggia nella sinistra, vediamo come questa funzioni molto bene in estate abbassando di molto la radiazione solare (molto di più che in inverno), questa loggia rende fruibile la stanza allo stesso modo nei due periodi dell'anno. L'alta radiazione solare presente sulla finestra soprattutto nella ore più calde provoca lo sgretolamento e il distaccamento della vernice e anche il rovinarsi del legno dell'infisso della finestra dal lato che da verso l'esterno.

ANALISI DELL'AREA DI PROGETTO

L'area di progetto si trova nella zona semicentrale di Roma, tra Via degli orti di Cesare e Via Portuense Vecchia, nel quartiere di Porta Portese a ridosso del Quartiere Gianicolense e Portuense. Fa parte del municipio XII (ex XVI). L'area presenta un dislivello di 6 metri.

Iniziamo lo studio dell'area analizzandola per come ci si presenta senza ancora mettere il progetto, analizzamo nello specifico tre momenti dell'anno:

Solstizio d'estate

Notiamo come l'area nelle tre ore sia molto assolata (i palazzi intorno non producono ombra su questa), risultando calda e non protetta dalla radiazione solare, eccetto alle 18:00 in cui i palazzi alla destra proiettano la loro ombra sull'area.

Solstizio d'inverno

Notiamo come l'area a differenza del solstizio d'estate alle 9:00 è quasi completamente ombreggiata (quindi piuttoso fredda e inospitale) come anche alle ore 16:00, la situazione cambia alle ore 12:00 in cui l'area è completamente assolata. Ma se prendiamo in esame l'area non con un dislivello di 6m rispetto a Viale trastevere (possibile scelta progettuale) vediamo come la situazione cambi molto.  Notiamo che l'area precedentemente completamente in ombra, lo risulti invece solamente nell'ultima parte di essa, rendendo l'area meno fredda alle 16:00 (orario analizzato).

Equinozio di primavera.

Anche all'equinozio di primavera come al solstizio d'iverno l'area è ombreggiata alle ore 9 e alle ore 17:00, rimanendo completamente al sole alle ore 12:00 (situazione costante nei 3 momenti dell'anno analizzati). Come fatto precedentemente nel solstizio d'inverno notiamo che anche qui, la scelta progettuale di cambiare la quota dell'area può influire molto sulla radiazione del sito, diminuendo molto l'ombra sull'area di progetto.

Dall'analisi della radiazione solare emergono alcuni dei dati prima raccolti dalla lettura delle ombre sull'area. Vediamo come nel periodo estivo l'area, (nell'analisi precedente risultava priva di ombre al solstizio e sempre molto assolata, eccetto alle 18:00) presenti una radiazione solare molto alta, presentando picchi di 386 kwh/mq, uno dei valori più alti presenti nella zona.

Radiazione solare periodo Estivo.

Radiazione solare periodo Invernale.

Anche in questo caso la radiazione solare della zona è piuttoso alta in relazione a quella del suo intorno, arriviamo a picchi di 97 kwh/mq nella parte piu a est dell'area. Questa condizione è favorevole nel periodo invernale, al contrario di quanto succedeva per il periodo estivo.

Riportiamo ora la nostra idea progettuale, studiandone prima le ombre ai due solstizi e poi la Radiazione solare in estate e in inverno. Progettando ci siamo subito posti il problema di  formare spazi interni ed esterni che siano fruibili in maniera confortevole sia in inverno che in estate, rispettando la metratura prevista. Abbiamo tentato di sfruttare il forte irraggiamento sulla piazza per tenerla calda in inverno, cercandola di schermare durante l'estate con i due corpi progettati nei momenti in cui gli edifici circostanti non la pongono in ombra.

Solstizio d'estate.

In estate la piazza, nelle tre ore del giorno ha sempre parti in ombra in cui ripararsi, notiamo che però la modellazione del dislivello ( non ancora progettato) porti a qualche possibile errore nell'analisi. Vediamo come la facciata dell'edificio, a ridosso dell'area di progetto verso nord, riceva l'ombra dal secondo edificio alle due ore dell 9:00 e delle 18:00, questo invece rimane soleggiato, verso la piazza, solamente nel pomeriggio (come vediamo alle 12:00) la facciata è ancora in ombra.

Solstizio d'inverno.

Vediamo come eccetto alle ore 9:00 i due edifici progettati lascino una buona porzione di spazio antistante ad essi non in ombra, quindi meno freddo ed umido in inverno. Notiamo anche come la facciata dell'edificio progettato, a ridosso dell'area di progetto verso nord, riceva ombra dal secondo edificio progettato solamente la mattina, rimanendo invece esposto quasi pienamente dalle ore 12:00, sfruttando cosi la radiazione solare per riscaldare gli ambienti interni. In periodo estivo pensiamo di ovviare a ciò utilizzando degli aggetti in facciata, molto efficenti essendo esposta a Sud.

Radiazione solare estiva.

Dall'immagine vediamo come la radiazione della piazza sia molto più contenuta rispetto a quella dell'analisi senza il progetto, soprattuto nella parte antistante a uno dei due corpi progettati.

Radiazione solare invernale.

Notiamo però dalla radiazione come il nostro edificio abbia alcuni limiti e di come alcune delle analisi non abbiano portato ai risultati che ci aspettavamo, ad esempio vediamo come la facciata della stecca più grande, verso la piazza, abbia un bassissimo valore di irraggiamento solare in inverno. Stiamo tentando di intervenire migliorando il nostro edifico in questo senso, migliorando l'edifico e la sua forma con i risultati già ottenuti.

CONTROLLO DELLA DIMENSIONE DELL'EDIFICIO ATTRAVERSO IL COMANDO SCHEDULE.

Per prima cosa dobbiamo impostare i livelli, che corrisponderanno ai piani del nostro edificio con il comando "level". Il comando si trova nel menù model.

Dopo aver creato il livello alla giusta altezza ( il piano si pone sempre parlalleo a quelli già presenti ), possiamo modificare il nome di questo nel pannello delle proprietà.

Ora prima di utilizzare il comando "schedule" dobbiamo "selezionare i paini che interessano questo. Attiviamo per ogni edificio i piani che interessano, selezionando la massa e premendo il comando "mass floor", premuto questo comando si si aprirà un pannello in cui dobbiamo spuntare i livelli che interessano l'edificio.

Possiamo ora iniziare ad utilizzare il comando "schedule" cliccandolo dal menù Manage. Si aprirà un nuovo menù in cui apriamo il pannello mass e selezioniamo "Mass Floor", diamo un nuovo nome alle schedule e poi premiamo "ok".

Nella seconda scheda che si apre possiamo scegliere molte prorpietà delle schedule, tra cui i calcoli che riporterà (scegliamo Floor Area,Floor Perimeter, Floor Volume, Level, Mark), per aggiungere ognuno di questi premiamo su add. Per visualizzare la schedule premiamo su "ok".

Ecco la schedule che riporta i calcoli dei livelli delle masse prese in esame, Il progetto prevede di realizzare 3000 mq di residenziale (a cui bisogna aggiungere circa il 20 % per la distribuzione:600 mq ) e 1500 mq di servizi. Il progetto dovrebbe avere cosi una misura di 5600 mq complessivi.

Sommando i piani delle torre otteniamo 1280 mq, che sommati ai piani della "linea" (4368 mq), danno il risultato di 5648 mq, rimanendo così molto vicini ai metri quadri massimi previsti.