Involucro edilizio, comfort e risparmio energetico #2

Involucro edilizio, comfort e risparmio energetico #2 – Orientamento, apporti solari, ombreggiamenti

L’orientamento e il posizionamento ideale di un edificio sono fattori chiave per garantirne le prestazioni energetiche e il comfort abitativo. Il sole rappresenta una risorsa preziosa che, se utilizzata in modo appropriato, può contribuire notevolmente a ridurre i consumi energetici degli edifici.
L’orientamento ideale di un edificio dipende dalla sua destinazione d’uso e dalla latitudine in cui si trova. Per esempio, in Europa settentrionale, gli edifici destinati a case unifamiliari dovrebbero essere orientati a sud per sfruttare al massimo i guadagni solari durante i mesi invernali. Tuttavia, per evitare il surriscaldamento durante i mesi estivi, è necessario prevedere un adeguato ombreggiamento.
Gli apporti solari diretti rappresentano una fonte di calore naturale per l’edificio, ma devono essere controllati per evitare surriscaldamenti. L’ombreggiamento è uno dei modi più efficaci per controllare la quantità di luce e calore solare che entra in un edificio. Possono essere utilizzati elementi architettonici come balconi, finestre ombreggiate o persiane per controllare gli apporti solari diretti. Inoltre, possono essere utilizzati schermi solari come tende da sole, tapparelle o pannelli solari fotovoltaici per ridurre la quantità di calore che entra nell’edificio.
Inoltre, l’ombreggiamento può essere utilizzato per migliorare la qualità della luce all’interno dell’edificio. La luce naturale può essere filtrata attraverso finestre ombreggiate o tetti a lucernario per creare un ambiente interno più confortevole. La luce naturale può anche essere utilizzata per migliorare l’efficienza energetica dell’edificio, riducendo la necessità di illuminazione artificiale durante le ore diurne.

L’orientamento e il posizionamento di un edificio sono fattori fondamentali per garantirne le prestazioni energetiche e il comfort abitativo. Lo sfruttamento degli apporti solari e l’utilizzo di ombreggiamenti adeguati possono contribuire notevolmente a ridurre i consumi energetici degli edifici e a creare ambienti interni più confortevoli.

Perché l’esposizione solare è così importante?

L’esposizione solare dell’immobile è un aspetto cruciale nella progettazione di un edificio a basso consumo energetico. L’analisi del movimento solare nella zona geografica di costruzione è importante per definire l’orientamento dell’immobile e generare diversi benefici, come:

Il miglioramento del comfort bioclimatico della casa
L’abbassamento delle spese per l’energia, perché una buona esposizione permette lo sfruttamento della luce naturale
Il miglioramento del buonumore e del benessere, grazie alla presenza del sole
La diminuzione dell’impatto sull’ambiente, grazie alla riduzione dei consumi

L’importanza del corretto orientamento in un edificio ad alte prestazioni energetiche

L’orientamento degli edifici è un fattore critico da considerare nella progettazione di un edificio, poiché ha un impatto significativo sul comfort degli occupanti e sui consumi energetici per la climatizzazione invernale e estiva. Normalmente, l’ubicazione di un edificio all’interno di un terreno edificabile è determinata dalle normative edilizie e dall’esigenza di sfruttare al massimo la superficie disponibile. Tuttavia, se c’è margine per la scelta, l’orientamento del fabbricato dovrebbe essere ottimizzato in funzione delle forzanti ambientali, in particolare del sole e del vento.

L’esposizione corretta dell’edificio e la disposizione appropriata degli ambienti interni e delle finestre possono migliorare l’influenza della componente termica dell’energia solare nelle diverse stagioni, favorendo gli apporti gratuiti in inverno e limitandoli in estate, e aumentare l’illuminazione naturale dei locali. Inoltre, la direzione e l’intensità del vento devono essere considerate poiché investendo l’edificio provocano una differenza di pressione tra il lato sopravento e quello sottovento che può causare infiltrazioni d’aria esterna e compromettere l’efficacia dell’isolamento termico. Tuttavia, nelle aree mediterranee con un clima caldo e secco, l’apporto rinfrescante della ventilazione naturale può essere molto vantaggioso e, se c’è una situazione di venti dominanti sempre dalla stessa direzione, l’edificio può essere orientato per sfruttare queste correnti. orientamento-edificio

Per scegliere l’orientamento delle facciate di un edificio e la disposizione degli ambienti abitativi, è necessario prima valutare il percorso apparente del sole nel cielo, che cambia a seconda della stagione e della zona geografica. Inoltre, è importante considerare le caratteristiche uniche di ciascuna esposizione: nord, est, sud, ovest.

NORD: questa esposizione presenta le superfici maggiormente esposte a temperature basse e venti freddi durante l’inverno e sono facilmente soggette alla formazione di muffe a causa dell’assenza di radiazione solare diretta e della luce uniformemente diffusa. Questa esposizione è ideale per ambienti utilizzati di notte, locali di servizio e disimpegno o per luoghi di lavoro in cui è importante evitare l’abbagliamento causato dalla radiazione solare diretta.

EST: questa esposizione riceve apporti solari nelle prime ore del mattino, anche se sono molto ridotti durante l’inverno e non sono particolarmente rilevanti nemmeno durante l’estate.

SUD: questa esposizione è ideale per le grandi finestre che possono permettere l’ingresso della radiazione solare durante l’inverno, quando il sole è basso sull’orizzonte. Allo stesso tempo, gli ambienti interni possono essere facilmente protetti dalla radiazione solare estiva tramite l’utilizzo di schermature solari o aggetti orizzontali. Questa esposizione è ideale per i locali con esigenze di comfort e con tempi prolungati di soggiorno durante le ore diurne.

OVEST: questa esposizione riceve apporti solari limitati durante l’inverno, ma può essere soggetta a radiazione solare intensa durante le ore pomeridiane dell’estate, richiedendo l’utilizzo di schermature solari o elementi ombreggianti esterni per evitare problemi di surriscaldamento.

L'orientamento di un edificio nZEB

L’orientamento di un edificio a energia quasi zero (nZEB) è un fattore chiave nella progettazione della struttura e della disposizione degli spazi all’interno dell’edificio. Questo orientamento influisce notevolmente sulla captazione di radiazione solare e sull’utilizzo della ventilazione naturale, due elementi importanti per l’efficienza energetica e il comfort abitativo.

Per quanto riguarda la captazione della radiazione solare, la disposizione delle finestre e delle pareti all’interno dell’edificio gioca un ruolo fondamentale. La luce solare si comporta come una parete trasmissiva, e la disposizione delle stanze all’interno dell’edificio dipende dalla zona climatica in cui si trova. In genere, si collocano a nord i locali come i ripostigli e i vani scala che non necessitano di molte fonti di luce naturale. D’altro canto, le camere da letto, le camere studio e la zona giorno si trovano solitamente a sud-est o a sud-ovest, poiché necessitano di una maggiore illuminazione naturale e di un guadagno solare.

Le finestre che si affacciano a sud-est e a sud-ovest sono le più soleggiate, sia d’inverno che d’estate, e ricevono raggi di luce orizzontali che le attraversano per intero. Le finestre che si affacciano a est e a ovest sono molto soleggiate in primavera e in autunno e ricevono raggi orizzontali durante gli equinozi. Le finestre che si affacciano a sud sono soleggiate in inverno e ricevono raggi orizzontali in inverno e quasi verticali in estate. Infine, le finestre che si affacciano a nord-est sono soleggiate in primavera e in autunno, ma non ricevono sole in inverno. Ricevono invece raggi perpendicolari in estate.

Per quanto riguarda lo sfruttamento della ventilazione naturale, la strategia adottata dipende dalla zona climatica in cui si trova l’edificio. Nelle zone fredde, ad esempio, si posiziona una barriera all’ingresso dell’edificio per contrastare la dispersione di calore. Nelle zone calde, invece, si predispongono aperture ai lati opposti del fabbricato per favorire una ventilazione costante.

In sintesi, l’orientamento di un edificio nZEB è un aspetto cruciale che influisce sulla captazione della radiazione solare e sullo sfruttamento della ventilazione naturale.

L'importanza degli ombreggiamenti

La progettazione adeguata dell’involucro edilizio e l’utilizzo di opportune schermature possono contribuire a mantenere le condizioni ottimali di comfort termico e luminoso, riducendo i consumi energetici sia in inverno che in estate. Questo è stato dimostrato dal fenomeno dell’effetto serra che si verifica quando le radiazioni solari passano attraverso i vetri e la componente termica viene intrappolata all’interno dell’ambiente, creando una sensazione di tepore.

Tuttavia, durante i mesi estivi questa situazione diventa meno piacevole e diventa difficile rinfrescare l’ambiente a causa dell’effetto serra. La soluzione più comune è quella di chiudere le tende interne, ma questa non aiuta a ridurre l’effetto serra. Anzi, se la tenda è colorata, essa può addirittura assorbire maggiormente le radiazioni solari e dissipare la componente termica nell’ambiente interno più lentamente.

In inverno, l’apporto solare è molto scarso a causa della scarsa radiazione, rendendo necessario un ulteriore consumo di energia per il riscaldamento. In questo caso, un sistema di ombreggiamento sarebbe utile per regolare il flusso della radiazione solare e determinare maggiori o minori apporti di calore e quantità di luce.

Un sistema di ombreggiamento o protezione solare è costituito da tutti i dispositivi che consentono di regolare il flusso di radiazione solare. Esistono tre tipologie di protezione solare: sistemi filtranti (come le tende), sistemi schermanti (come i sistemi a lamelle) e sistemi oscuranti (come le tapparelle). La scelta della tipologia più adatta dipende dalle esigenze specifiche di ogni edificio e dalle condizioni climatiche locali.