responsabile: Francesca Cappelletti

durata: 12 mesi

termine previsto: 31 dicembre 2016

finanziamento: 2.500 euro


tipologia: call di dipartimento

fonte di finanziamento: call 2015 Dppac
Linea di finanziamento 1.b “Progetti di ricerca”

introduzione

I sistemi trasparenti d’involucro svolgono una funzione articolata, caratterizzata dalla concorrenza di molteplici ruoli e da una interazione stretta con il resto dell’involucro e con gli occupanti. In primo luogo, devono garantire un contatto visivo diretto tra gli occupanti e l’ambiente esterno senza compromettere il comfort visivo degli stessi, e garantendo un corretto controllo dell’abbagliamento da parte della radiazione solare. Contestualmente, i sistemi trasparenti devono facilitare lo sfruttamento della luce naturale, e favorire una idonea gestione degli apporti solari. Infine, come per il resto dell’involucro, essi devono contribuire all’isolamento termico e alla tenuta all’aria, sia durante la stagione di riscaldamento che durante quella di raffrescamento.

Riuscire a soddisfare tutte queste richieste ricorrendo al solo elemento trasparente risulta quasi impossibile. La corretta combinazione di componenti vetrati e schermature, opportunamente gestite, risulta pertanto indispensabile a conseguire una prestazione soddisfacente. Da questo punto di vista, l’ottimizzazione non può prescindere dalle caratteristiche dell’edificio in termini di dimensioni e disposizione delle aperture, proprietà dell’involucro, destinazione d’uso, attività e aspettative degli occupanti, e ovviamente dal contesto climatico. La progettazione risulta pertanto una operazione complessa, che richiede una attenta valutazione e un opportuno bilanciamento di esigenze contrastanti. Inoltre la scelta della tipologia di vetro e di schermatura all’interno della vasta offerta di prodotti, diventa alquanto difficile anche perché gli stessi produttori non sono ancora in grado di fornire elementi discriminanti del proprio prodotto che esaltino la prestazione globale dello stesso.

Gli elementi necessari ad una corretta analisi e ad un confronto complessivo delle soluzioni progettuali sono due. Il primo, è la possibilità di modellare correttamente e in maniera integrata i diversi aspetti coinvolti. Il secondo, è l’individuazione di indicatori in grado di rappresentare in forma sintetica gli aspetti prestazionali, permettendone la valutazione e comparazione sia in relazione alla distribuzione temporale che a quella geometrica o spaziale.

In letteratura sono relativamente pochi gli esempi di analisi integrate di sistemi trasparenti che analizzino sia i diversi aspetti energetici (fabbisogno di riscaldamento, raffrescamento e illuminazione), sia quelli di comfort termico e visivo. In molti casi, inoltre, gli indicatori di comfort termico non includono gli effetti della radiazione solare sugli occupanti e spesso la distribuzione spaziale del comfort, che consentirebbe di esprimere una valutazione qualitativa dello spazio confinato, non è considerata.

La quasi totalità degli studi si concentra sull’analisi delle prestazioni di edifici per uffici, valutando come diversi parametri progettuali (caratteristiche geometriche, termiche o ottiche delle vetrature, strategie di controllo delle schermature o dei sistemi di illuminazione artificiale) possono influenzare i consumi energetici e/o le condizioni di comfort interno.

obiettivi

Su queste problematiche mi sto occupando da tre anni collaborando con un gruppo di ricerca dell’Università di Bolzano, facendo da co-supervisore ad una studentessa del dottorato in Sustainable Energy and Technologies, e con il prof. Thanos Tzempelikos con cui, sull’argomento, ho pubblicato diversi articoli riportati in coda al paragrafo. Il progetto di cui chiedo il finanziamento si propone di individuare degli indicatori di prestazione integrata (comfort termico-comfort visivo-illuminamento naturale-risparmio energetico) che siano uno strumento utile di confronto e scelta del sistema finestrato di facciata, laddove il sistema finestrato (vetro+schermatura) costituisca un ruolo determinante per la caratterizzazione delle condizioni microclimatiche interne e laddove la sua progettazione possa fortemente condizionare la vivibilità degli ambienti interni. Di conseguenza tale progetto risulta di grande utilità anche per il mondo della produzione dei sistemi vetrati (serramentisti e produttori di schermature) poiché si propone di definire indicatori e modalità grafiche per evidenziare le prestazioni dei diversi prodotti.

A livello di metodo la ricerca si avvale di strumenti di simulazione e calcolo della risposta dinamica dell’edificio nei confronti delle sollecitazioni climatiche esterne e delle sollecitazioni interne (persone, luci, apparecchiature). Dapprima saranno definiti gli indicatori di prestazione integrata e quindi gli stessi verranno testati su un caso-studio. Il caso studiato sarà un modulo di riferimento, di superficie calpestabile netta pari a 100 mq, adibito ad ufficio e situato nel contesto geografico e climatico di Roma, che sarà utilizzato per valutare gli aspetti metodologici e per generalizzare alcune conclusioni sui trend riscontrati per le soluzioni ottimali, in relazione al tipo di orientazione (est oppure sud) e alle dimensioni delle vetrate. Diverse tipologie di schermature, con differenti proprietà di riflessione e trasmissione, saranno abbinate a diverse tipologie di vetro allo scopo di:

1) testare l’efficacia degli indicatori di prestazione globale di nuova definizione

2) valutare la combinazione migliore a seconda delle caratteristiche dell’edificio.