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Da questo post andremo a definire i punti essenziali o le basi che dovremmo prendere in considerazione in ogni involucro edilizio per identificare le chiavi negli edifici ad alta efficienza energetica.
Dopo uno studio precedente, e avendo cura dell'involucro nell'Edificio, possiamo determinare tre punti.
- Attenuazione dei carichi termici solari.
- Uso della ventilazione naturale.
- Controllo dell'illuminazione naturale.
Queste strategie serviranno da guida da applicare a ciascuna delle diverse componenti architettoniche e alle strutture, alle attrezzature e agli arredi.
ATTENUAZIONE DEI CARICHI DI CALORE SOLARE
Per prima cosa dobbiamo determinare le fonti attraverso le quali il calore penetra negli Edifici:
- Il sole: la radiazione solare diretta e diffusa raggiunge l'edificio dal sole e dal cielo, nonché per riflessione dalle superfici vicine (albedo).
- Il aria: durante il giorno il sole aumenta la temperatura dell'aria esterna attraverso il suolo e le particelle in esso contenute. Di notte, in assenza del sole, l'aria, per l'accumulo di calore, mantiene un livello di temperatura esterna che ai tropici non presenta grandi sbalzi termici tra il giorno e la notte.
- Altre fonti di calore: gli utenti, in base al loro metabolismo e attività, emettono calore nell'ambiente. Allo stesso modo, gli impianti, le apparecchiature e gli apparecchi elettrici generano calore in misura maggiore o minore a seconda del loro scopo e della loro efficienza.
La causa più importante del riscaldamento all'interno degli edifici è il sole, che agisce essenzialmente in due modi
• Penetrazione diretta attraverso aperture e superfici vetrate.
• Riscaldamento di involucri esterni opachi, e successiva trasmissione all'interno.
Se analizziamo l'ambiente esterno, sia la radiazione solare che la temperatura dell'aria obbediscono a cicli di 24 ore che si ripetono costantemente. All'esterno, la temperatura dell'aria e delle superfici esterne dell'involucro edilizio raggiunge il livello minimo prima dell'alba. Quando il sole sorge nel cielo, la temperatura dell'aria esterna aumenta fino a raggiungere il suo valore massimo, e contemporaneamente viene immagazzinato nell'involucro un flusso di calore causato dalla radiazione solare diretta, diffusa o riflessa. L'involucro immagazzina più o meno calore per poi trasmetterlo all'interno; Questo processo dipende dalle proprietà termofisiche e dalle caratteristiche superficiali dei componenti costruttivi. Il meccanismo di trasmissione del calore è associato a due concetti molto importanti:
-. smorzamento: rappresentato dalla differenza tra la massima temperatura interna e la massima temperatura esterna.
-. Ritardo o ritardo: rappresentato dalla differenza, in unità di tempo, tra la temperatura massima esterna ed interna.
Il concetto di massa termica o inerzia termica di un edificio si riferisce alla caratteristica che l'edificio nel suo insieme ha di attutire il calore che cade su di esso e di trasmetterlo all'interno con ritardo.
• Se l'inerzia termica è forte, il tempo di ritardo e lo smorzamento sono grandi e si dice che l'edificio è pesante.
• Se l'inerzia termica è debole, il tempo di ritardo e lo smorzamento sono piccoli e si dice che l'edificio è leggero.
La forte inerzia termica è adatta per edifici progettati per il funzionamento diurno con sistemi di condizionamento dell'aria, ad esempio per edifici governativi e uffici. Le inerzie deboli e medie sono più adatte per edifici ad uso diurno e notturno condizionati con ventilazione naturale. Gli edifici, a seconda delle esigenze d'uso e delle caratteristiche climatiche, possono essere climatizzati in modo attivo o passivo. In ogni caso, un'adeguata strategia progettuale deve seguire le seguenti linee guida:
- Adeguata realizzazione, forma e orientamento dell'edificio.
- Sfruttare il contesto urbano e paesaggistico per l'ombreggiamento.
- Uso di protezioni solari e altre tecniche di protezione solare.
- Selezione di componenti costruttivi opachi in base alla loro inerzia termica e caratteristiche superficiali.
- Adeguata selezione di tecnologie per finestre e facciate in vetro.
APPROFITTARE DELLA VENTILAZIONE NATURALE
La ventilazione naturale è designata come il processo di scambio di aria dall'interno di un edificio con aria fresca dall'esterno, senza l'uso di apparecchiature meccaniche che consumano energia come condizionatori d'aria o ventilatori. Il movimento dell'aria è causato dalla differenza di pressione, che ha due fonti: gradiente di temperatura o effetto dinamico del vento quando colpisce l'edificio.
La ventilazione naturale, utilizzata in combinazione con isolamento, massa termica e protezione solare, può ridurre o eliminare la necessità di aria condizionata interna. Per massimizzare le opportunità di ventilare naturalmente un edificio, deve essere garantito l'accesso illimitato ai venti esterni. La velocità dell'aria in un ambiente è condizionata dalla velocità del vento incidente e dai campi di pressione che si generano intorno all'edificio, che sono determinati dalla disposizione e dalla forma dell'edificio, dalla permeabilità delle facciate e dalla distribuzione. ambienti.
Il comportamento dell'aria intorno e all'interno dell'edificio è regolato dai seguenti principi:
• La circolazione dell'aria all'interno degli edifici si basa sul principio base del "bilanciamento della pressione" tra gli ambienti. Finché viene mantenuta una differenza di pressione, si verifica un processo continuo di circolazione dell'aria.
• In caso di collisione con l'edificio, il vento provoca differenze di pressione tra i lati. In questo modo l'aria si sposta dalla zona sopravvento (pressione +) alla zona sottovento (pressione -), attraverso le aperture.
• Una forma di edificio che produce maggiori disturbi nel movimento del vento creerà maggiori differenze di pressione.
• L'aria tende ad entrare attraverso le aperture rivolte all'incidenza del vento e ad uscire attraverso le restanti aperture, a seconda delle dimensioni, della posizione e del tipo di finestra.
• Se un ambiente ha un solo foro verso l'esterno, si crea lì una zona neutra dove l'aria entra dall'alto ed esce dal basso, con scarso rinnovo della stessa.
Per sfruttare in modo efficiente la ventilazione naturale, l'edificio e gli elementi costruttivi devono essere opportunamente orientati; Dovrebbero inoltre esserci aperture e finestre che favoriscano la ventilazione incrociata all'interno delle stanze. Una risposta architettonica adeguata deve tenere conto anche delle caratteristiche del lotto e del contesto urbano. Le strategie progettuali possono quindi essere riassunte nelle seguenti raccomandazioni:
- Disposizione e forma adeguate dell'edificio per produrre un maggiore movimento d'aria intorno e all'interno degli edifici.
- Uso del paesaggio per incanalare il movimento dell'aria all'interno della trama.
- Posizione e dimensioni di finestre e/o aperture che stimolano la circolazione e il rinnovo dell'aria.
- Elevata permeabilità nelle facciate e nelle pareti interne.
CONTROLLO DELL'ILLUMINAZIONE
Il sole è la fonte naturale dell'illuminazione diurna e il suo effetto dipende dalla posizione geografica, quindi le caratteristiche di illuminazione del cielo sono determinate dalla latitudine, dall'altitudine e dalle condizioni climatiche di ciascuna regione. Ciò che percepiamo come luce è lo spettro visibile della radiazione elettromagnetica del sole, tra 380 e 780 nm. Questa luce viene ricevuta direttamente sulle facciate orientate nell'asse est-ovest, e diffusamente, a causa dei molteplici riflessi della luce nella volta celeste negli altri orientamenti.
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Un uso adeguato della luce naturale richiede la conoscenza delle sue proprietà fondamentali, trasmissione e riflessione:
• Trasmissione: i cosiddetti corpi opachi, quando esposti alla radiazione solare, bloccano il passaggio della luce, producendo così ombre alle loro spalle. Altri corpi trasmettono gran parte della luce incidente, motivo per cui sono chiamati trasparenti o traslucidi. La luce incidente è distribuita in tre modi: riflettanza (r), assorbanza (a) e trasmittanza (t), che definiscono le proprietà dei corpi, attraverso la relazione:
r + a + t = 1
Nel caso di corpi opachi
t = 0 e quindi r + a = 1
I materiali traslucidi trasmettono gran parte della luce incidente, ma interrompendo il suo percorso rettilineo, viene dispersa in tutte le direzioni e produce una luce diffusa.
• Riflessione: è una proprietà associata al comportamento della luce riflessa da una superficie. Se i raggi paralleli della luce incidente quando vengono riflessi da una superficie continuano ad essere paralleli, si parla di riflessione speculare e la superficie in questo caso è uno specchio piano. Le regole di base dell'ottica geometrica si applicano a questo tipo di superficie.
Su una superficie opaca, la luce incidente viene riflessa in tutte le direzioni e produce una luce diffusa. Spesso, e a seconda del materiale e del colore della superficie, si produrrà una miscela di riflessioni speculari e diffuse, quindi si generano due tipi di riflessioni dette semidiffuse e sparse. Materiali e colori ad alta trasmittanza e/o riflettanza sono fattori progettuali determinanti per sfruttare l'illuminazione naturale e per razionalizzare i consumi energetici. La proprietà di riflessione degli specchi consente il loro uso pratico in architettura per la conduzione o la ridistribuzione della luce naturale, come nel caso dei condotti di illuminazione e dei pannelli solari.
In sintesi, una strategia adeguata per l'uso controllato della luce naturale dovrebbe basarsi sulle seguenti raccomandazioni:
• Orientamento e protezione di finestre e altre aperture, con frangisole, cornicioni, grate, persiane o altri mezzi per bloccare i guadagni solari.
• Utilizzo di cristalli ad alta tecnologia che consentono un'adeguata trasmissione della luce naturale con un guadagno controllato del calore solare.
• Posizione e dimensioni appropriate di finestre e altre aperture a seconda dell'uso e delle proporzioni volumetriche dell'ambiente.
• Utilizzo di finiture interne in colori chiari e riflettenti.
• Utilizzo di superfici riflettenti per reindirizzare la luce e fornire agli ambienti una maggiore e migliore illuminazione naturale.
• Controllo dell'abbagliamento esterno ed interno degli edifici.
Articolo trafugato dall'Università del Venezuela (Facoltà di Architettura e Urbanistica)
