Schermature solari

Lo studio offre un servizio di consulenza e affiancamento a progettisti, costruttori, committenti nella scelta delle strategie più efficaci per limitare i fabbisogni energetici per la climatizzazione estiva degli edifici attraverso la valutazione e l’analisi di differenti sistemi di schermatura.

Il controllo della radiazione solare incidente sull’involucro è un aspetto determinante all’interno di una progettazione attenta a contenere al minimo i consumi energetici degli edifici.
La riduzione dei fabbisogni energetici per la climatizzazione estiva può essere raggiunta attraverso l’adozione di differenti strategie progettuali, fra queste l’uso di vetri con determinate caratteristiche ottico-energetiche e efficaci sistemi di schermatura.
In generale un vetro caratterizzato da bassi valori di trasmissione luminosa τ_v e di fattore solare g_v contribuisce alla riduzione degli apporti solari durante il periodo estivo limitando così il fabbisogno di raffrescamento, tuttavia la diminuzione degli apporti passivi determina nel periodo invernale una richiesta maggiore di riscaldamento dovuta alla riduzione dei guadagni solari. Questo rappresenta un parametro determinate nel bilancio energetico globale di un edificio a energia quasi zero (si veda per es. il caso di una passivhaus).
Per evitare il surriscaldamento degli ambienti interni e i fenomeni di abbagliamento diretto una buona strategia progettuale è quella di associare al componente vetrato un sistema di schermatura preferibilmente posizionato all’esterno in modo tale da intercettare i raggi solari ed evitare l’effetto-serra.Tali sistemi opportunamente progettati influiscono al miglioramento del comfort abitativo misurabile attraverso parametri quali:

benessere termoigrometrico: il controllo dei fattori ambientali interni (umidità relativa, temperatura operante,…) entro certi valori permette una drastica riduzione dei consumi energetici per il raffrescamento estivo
benessere visivo: controllo dei livelli di illuminamento
benessere acustico

Le schermature solari vengono generalmente classificate in funzione della posizione rispetto al serramento in:

schermature esterne
frangisole (fissi / orientabili) paralleli/otogonali alla facciata a lame verticali e orizzontali;
persiane orientabili (avvolgibili, scorrevoli, a libro);
veneziane esterne;
tende (a differente sistema di movimentazione
schermature interne
persiane orientabili (scuri, a libro);
veneziane interne;
tende (a differente sistema di movimentazione)
schermature integrate

Le schermature spesso vengono distinte dal punto di vista della geometria, in orizzontali e verticali e dal punto di vista della gestione, in fisse e mobili. Si riportono di seguito alcuni esempi di schermature orizzontali e verticali.

Valutazione efficacia schermature

La corretta valutazione dell’efficacia di un sistema schermante presuppone una corretta valutazione di tutte quelle strategie progettuali che permettono una riduzione del carico solare sull’involucro parallelamente al conseguimento di livelli di benessere attesi in funzione della destinazione.
Un efficace sistema di schermatura ha le seguenti finalità:

riduzione degli apporti di calore per irraggiamento:

la radiazione solare incidente sui componenti vetrati è intercettata dagli schermi che nel caso di installazione esterna offrono la migliore prestazione solare in termini di riduzione della temperatura interna dei locali;

riduzione fabbisogno climatizzazione estiva:

la riduzione degli apporti solari dovuto ai raggi solari entranti durante la stagione estiva consente di minimizzare la domanda di energia necessaria per il raffrescamento degli ambienti;

riduzione dei consumi elettrici:

riduce il calore generato dalle lampade e di conseguenza i carichi per gli impianti di climatizzazione;

regolazione del flusso luminoso:

la distribuzione uniforme delle luminanze all’interno dei locali influenza il comfort visivo poiché consente di ovviare al problema dovuto all’eccessiva luminosità in corrispondenza delle finestre e di penombra nelle zone più interne. Per lo svolgimento delle specifiche attività di studio e lavoro, alcuni schermi solari, permettono di creare determinate condizioni di illuminamento;

eliminazione fenomeni di abbagliamento:

nel periodo invernale quando il sole è basso all’orizzonte possono verificarsi fastidiosi fenomeni di abbagliamento che possono essere eliminati dai sistemi schermanti;

visione verso l’esterno:

i dispositivi schermanti oltre ad offrire una protezione solare consentono di soddisfare la necessità fisiologica degli utenti di poter avere un contatto visivo con l’esterno;

fruibilità degli spazi interni/esterni:

accade molto spesso, in particolare nel periodo estivo, che spazi interni o esterni quali atri, balconi, terrazze, piazze diventano inaccessibili in determinate ore del giorno a causa dell’incontrollato irraggiamento. Le schermature consentono di creare efficaci zone d’ombra;

protezione dai raggi UV:

in determinati contesti come musei, sale espositive, biblioteche dove si richiede una protezione dalla radiazione solare diretta il ricorso a dispositivi schermanti rappresenta una ottima soluzione progettuale;

linguaggio architettonico:

grazie al continuo sviluppo del settore il progettista ha a disposizione numerose opportunità di reinventare la composizione delle facciate degli edifici

In occasione di una importante ristrutturazione di un edificio (ex-fabbrica manifatturiera) che ha previsto un cambio di destinazione, parte in commerciale e parte in residenziale, sono stati condotti degli studi per la valutazione di strategie progettuali che consentissero la riduzione dei fabbisogni energetici per la climatizzazione invernale ed estiva.
Al fine di limitare la richiesta di energia per il raffrescamento degli uffici per il controllo del surriscaldamento degli ambienti di lavoro è stato preso in considerazione la soluzione di installare dispositivi schermanti esterni. Per la valutazione dell’efficacia dei differenti sistemi di schermatura sono state condotte delle simulazioni in regime dinamico su base oraria del comportamento energetico degli ambienti considerando differenti casi di schermatura.
Si riporta una sintesi relativa alla valutazione effettuata per un giorno estivo 15 Luglio e come sito di riferimento è stato scelto Firenze, comune tra quelli implementati dal software, avente caratteristiche climatiche più simili a Prato. La temperatura dell’aria interna durante il periodo di raffrescamento è stata assunta Ti= 26 °C, per il modello di studio sono stati impostati i vari parametri relativi all’occupazione (lunedì-venerdì nella fascia oraria 8.00-18.00), al il sistema di controllo microclimatico (è previsto un regime di funzionamento intermittente e spegnimento completo nei giorni di fine settimana), e sistema di ventilazione meccanica controllata.
Per gli apporti interni relativi alla presenza di persone sono stati considerati 10 W/m² per gli uffici, 30 W/m² per le sale riunioni.