Progettare Casa: l'importanza dell'esposizione solare

Progettare Casa: l’importanza dell’esposizione solare

Le case in legno prefabbricate e, più in generale, i moderni edifici a basso consumo energetico sono progettati e costruiti per raggiungere performance termiche eccellenti, riducendo al minimo le dispersioni di calore e, di conseguenza, i consumi in bolletta.

Abbiamo già parlato di progettazione bioclimatica e di quanto sia importante valutare il contesto climatico ed ambientale del nuovo edificio da realizzare per minimizzarne l’impatto sull’ecosistema.
Oggi parleremo nello specifico dello studio dell’irraggiamento solare come fattore chiave dell’ottimizzazione delle risorse energetiche domestiche.

Esposizione Solare e Comfort Termico

In passato, il sole era un fattore fondamentale per garantire il comfort abitativo. Oggi, grazie alle tecnologie costruttive e ai materiali innovativi impiegati dalla bioedilizia, questo comfort è sempre elevato e naturale: gli edifici moderni richiedono poca energia per ottimizzare le condizioni di benessere percepito dagli occupanti e l’utilizzo degli impianti è generalmente limitato ai picchi stagionali dei mesi caratterizzati dalle temperature più estreme.

In ogni caso, l’esposizione solare dell’immobile è un aspetto che non dovrebbe mai essere trascurato in sede di progetto di una casa o di un edificio a basso consumo energetico, in particolare al fine di ottimizzare i consumi energetici invernali ed estivi.
Lo studio del percorso solare nella zona geografica di costruzione resta un fattore indispensabile per stabilire l’orientamento dell’immobile e favorirne il comfort bioclimatico.

L’orientamento delle facciate rispetto ai punti cardinali

Il percorso solare avviene in senso orario dall’alba al tramonto (est-ovest) con il picco di luce e calore a sud;  d’estate il tragitto è molto più ampio in quanto vi sono molte più ore di luce, mentre d’inverno l’energia dei raggi solari è disponibile soprattutto quando essi provengono da sud.

  • Nord. A nord il sole non è mai presente e la luce è sempre uniformemente diffusa, mentre d’inverno questa è la parete del fabbricato maggiormente esposta al freddo e pertanto la più disperdente termicamente.
    D’estate questo è un vantaggio in quanto il nord risulta la zona più fresca della casa.
  • Est. Ad est il sole sorge il mattino e d’estate le temperature non sono mai elevate, in quanto la luce è sempre diffusa durante le ore centrali della giornata, mentre d’inverno l’apporto gratuito del calore è limitato (ma non certo trascurabile), in quanto i raggi sono bassi sull’orizzonte.
  • Sud. A sud il sole è allo zenit ed è pertanto semplice schermare la radiazione diretta mediante aggetti orizzontali, mentre nei mesi invernali il sole si trova più basso sull’orizzonte e può penetrare facilmente all’interno dell’edificio, fornendo un prezioso guadagno gratuito di calore ed energia.
  • Ovest. Ad ovest l’apporto solare risulta assai elevato d’estate nelle ore pomeridiane, richiedendo una schermatura delle vetrate mediante elementi frangisole o altri elementi verticali come la vegetazione del giardino, al fine di evitare il surriscaldamento; durante l’inverno l’apporto di calore è abbastanza limitato in quanto i raggi sono piuttosto obliqui.

Progettazione bio-climatica ed esposizione solare

Il controllo della radiazione solare parte innanzitutto dalla progettazione, curando tanto gli aspetti energetici, quanto l’illuminazione naturale degli ambienti. Luce e calore del sole devono sempre essere considerati al fine dell’orientamento dell’edificio, della disposizione degli ambienti e del posizionamento delle finestre e delle vetrate.

Un esempio di progettazione bioclimatica in funzione dell’irraggiamento solare

Il sole può fornire calore gratuito durante i mesi freddi, ma va anche impedito il surriscaldamento estivo dovuto all’effetto serra, a causa dell’insolazione diretta sui vetri.
L’effetto serra è accentuato nei moderni edifici a basso consumo energetico, il cui involucro è in grado di trattenere il calore per molto tempo (un vantaggio durante l’inverno, ma un evidente problema durante i mesi estivi).
Per questo motivo è sempre necessario proteggere i vetri dall’esterno mediante schermature ed aggetti, evitando un inutile carico di lavoro per l’impianto di climatizzazione.

Per gli edifici a destinazione residenziale, si dovrebbe privilegiare un orientamento E-O, con gli ambienti di soggiorno rivolti verso sud; questa disposizione garantisce una corretta illuminazione e consente un guadagno di energia durante le giornate invernali più soleggiate, evitando nel contempo il surriscaldamento estivo. Ed esempio, una camera rivolta a nord non godrebbe di una buona illuminazione naturale e riceverebbe un maggior carico di freddo dall’esterno durante l’inverno, in quanto il sole non è mai presente, ma tale posizione è ideale per ricavare un bagno.

Orientamento e distribuzione degli ambienti domestici

Distribuzione degli ambienti domestici in base all’esposizione solare

L’esposizione ed est è ideale per la zona notte che potrà godere della luce e del tepore del sole la mattina al risveglio;  d’estate le camere restano più fresche durante la notte.
L’esposizione a sud è la posizione ideale per il soggiorno, in quanto questa è la zona in cui si passa la maggior parte del tempo durante giorno e che richiede le migliori condizione di illuminazione e calore.
L’esposizione ad ovest andrebbe destinata alla cucina ed alla zona pranzo, ambienti della casa che necessitano di una buona illuminazione, soprattutto nel tardo pomeriggio e durante le ore serali.
L’esposizione a nord gode di meno luce e calore;  qui andrebbero collocati ambienti di servizio come scale, disimpegni, ripostigli, bagni e locali tecnici.

Progettare nel rispetto delle Zone Climatiche

Le caratteristiche bioclimatiche della zona di costruzione possono richiedere diversi approcci, in quanto una casa costruita in zona alpina avrà esigenze assai diverse rispetto ad un’abitazione realizzata in Sicilia.
Nel primo caso valgono le regole generali che privilegiano un’esposizione con il lato maggiore orientato lungo l’asse E-O, ma le aree mediterranee, caratterizzate da un clima più caldo e secco dovrebbero sfruttare soprattutto l’apporto rinfrescante dei venti dominanti.

E’ dunque evidente l’importanza di una corretta progettazione che tenga conto dell’esposizione della casa, tanto per garantire una corretta illuminazione naturale, quanto per abbassare il fabbisogno energetico.
Tuttavia l’orientamento resta solo uno dei fattori di una corretta progettazione, in quanto la forma della casa, l’impiego di prodotti, materiali ed isolamenti termici idonei, l’aerazione e persino la scelta dei colori esterni sono aspetti fondamentali per realizzare un moderno edificio bioclimatico.

L’importanza dell’isolamento dell’involucro

Quando si parla di “involucro esterno” ci si riferisce a tutte le componenti della costruzione che delimitano l’ambiente esterno, come le pareti perimetrali, le coperture, le terrazze, gli infissi e le vetrate, i cassonetti degli avvolgibili e il solaio controterra.
Un involucro ben isolato è, per definizione, garanzia di buone prestazioni energetiche, poiché limita al minimo le dispersioni di calore invernali ed il surriscaldamento estivo. Queste ultime sono direttamente proporzionali al parametro della trasmittanza termica, in quanto al crescere di quest’ultima si abbassa il fabbisogno di energia per scaldare e raffrescare l’immobile.

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Trasmittanza Termica degli edifici: Pareti a Confronto

 

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