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Scarica appunti lezione architettura tecnica e sostenibilità ambientale e più Appunti in PDF di Architettura Tecnica solo su Docsity! LEZIONE 6-12-21 La temperatura dell’aria, l’umidità dell’aria e la velocità del vento influiscono sull’edificio, poiché sono FATTORI CLIMATICI, innescando modifiche assieme alla latitudine, distribuzione masse d’aria e acqua, altitudine e radiazione solare. Il Diagramma solare è la proiezione stereografica che mostra la posizione del sole rispetto ad un punto seguendo date coordinate (con un angolo solare e un angolo azimutale). La radiazione solare via nella giunta in modo diverso nei vari climi (caldi, temperati…). La distribuzione delle radiazioni fa variare l'andamento delle temperature annuali che segue quello delle radiazioni. Aumenta la variabilità andando verso i tropici. Si pensa perciò a come si distribuisce l'umidità all'esterno (uso del grafico psicrometrico dove ogni punto blu indica un'ora all'anno). L’ energia innesca venti e in base all'orientamento, intensità e frequenze di questi venti si modificano le caratteristiche degli edifici; perciò, nella progettazione vengono o meno sfruttati questi. DISTRIBUZIONE DI MASSE D'ACQUA E SUPERFICI Nel grafico si mostrano le temperature diverse annue di San Francisco e San Louis. San Francisco si trova sul mare e gli oceani raccolgono energia: si scalda in estate e si prolunga anche in mesi già più invernali. Altitudine: salendo ho una riduzione della temperatura di circa 6 ° ogni 1000m (0,5 °C ogni 100 m). TIPI DI CLIMI Per questo si usano le carte Koppen molto dettagliate, ma anche le divisioni che seguono una classificazione più pratica in caldo, moderato, temperato, freddo… -climi freddi: edifici spesso accostati per protezione a vicenda. Consentono di assumere neve come isolanti. -climi caldi secchi: (es: deserto) case addossate con poche aperture per proteggersi dal freddo (forme estreme di case). -clima Mediterraneo: c'è variabilità nel clima essi sfruttano spesso spazi esterni -clima umido: condizione costante di caldo umido nell'anno e aumento ventilazione per ovviare ciò (aperture, sistemi di tamponamento e coperture leggere) CLIMA CALDO UMIDO C’è poca differenza tra giorno e notte, alte precipitazioni e nuvole abbondanti; gli edifici sono molto aperti con tetti spioventi e con un involucro leggero per maggiori scambi veloci. Gli spazi esterni sono filtri protetti da pioggia e c’è la possibilità di ventilazione anche sotto l'edificio con che spesso ha una fondazione su pali anche per proteggersi dall’umidità e dagli animali. I tetti presentano aperture per la ventilazione (es: casa thailandese). CLIMA SUBTROPICALE (Es: casa giapponese) ha similitudini con la casa thailandese nel suo sistema costruttivo leggero. CLIMA MEDITERRANEO (Es: casa romana) con un inverno mite non trascurabile e condizioni estreme estive. Le case si proteggono con all'esterno colori chiari, presentando strutture in muratura con uso di corti, pati e terrazze per mitigare il clima esterno. Tipico della costa dell'Islanda. Ha la necessità di protezione dall'inverno con umidità e vento. Molti edifici sono esposti al sud e presentano attorno giardini come protezioni da venti. Le case della Spagna hanno invece una galleria esterna come se fosse una doppia pelle con infissi vetrati e spazio opaco di protezione dal vento in inverno e di acquisizione di calore in estate riducendo gli scambi termici. CLIMA FREDDO (Es: casa islandese) si trovano spesso nelle foreste per protezione e godono di vegetazione e legno in abbondanza. In inverno hanno sistemi di riscaldamento e usano tetti verdi e sistemi massivi verticali, rivestendo gli edifici all'interno con del legno o del tessuto per ridurre gli scambi termici. CLIMA UMIDO uso di forme semplici come sfere perché hanno poco volume. Fanno ricorso all'uso di tessuti e pelli interni per le superfici ed i piccoli spazi per ottenere le temperature volute grazie al calore umano. RESISTENZE AMBIENTALI Si Pensa a come ottenere le condizioni mediate al clima nelle aree prossime all'edificio. Su analisi climatiche analisi del lotto e del design che sfruttano schermi di protezione e acqua e verde. Tra esigenze e luogo, i progettisti intervengono per migliorare le condizioni climatiche. Considerare: 1. altimetria del luogo e dell'edificio: -a fondovalle c'è accumulazione di umidità maggiore e di nebbia con aria fredda -in elevazione c'è aria meno umida ma esposizione maggiore a venti 2. Pendenza terreno ed esposizione versanti analizzare il sito e i vari versanti con le loro inclinazioni. Sul fronte nord c'è una luce più diretta che su quello sud in cui ci sono più radiazioni e minor umidità e bassa temperatura che dipendono dai tipi di clima. Le posizioni ottimali rispetto ai tipi di clima sono riportati nei vari grafici. Il rapporto terra-acqua determina temperature diverse: più oscillazioni termica allontanandoci dall'acqua e aumento temperatura spostandoci verso acqua. La vegetazione è un elemento che stock acqua e la usa nel suo funzionamento per abbassare le temperature nell'aria facendo evaporare acqua. La relazione di venti prevalenti ed acqua innescano il rinfrescamento. -fenomeno isola urbana di calore, è tipico nelle città e produce immagazzinamento di energia dovuto anche a geometria e agli spazi che aumentano le temperature riducendo l'umidità e determinando un minore quantità di radiazione. L’uso di schermi, di acqua e della vegetazione può migliorare ciò. Per gli schermi si usano oggetti verticali o inclinati per modificare le radiazioni, i suoni o il vento. Un muro verticale va a creare un patio con un ombreggiamento e protezione dal vento. Si usano determinate mappe che sono “protezioni stereografiche” che mi dicono quanto il muro influisce su radiazione solare. Il loro effetto sul vento è importante in inverno. Si può usare anche la vegetazione come protezione dalle radiazioni, dai rumori e dal vento dove si creano anche più umidità e stabilità termica ed effetti percettivi. La vegetazione però non scherma sempre dal suono: servono infatti grandi masse vegetali o aventi foglie di dimensioni grandi per ovviare ciò. La disposizione degli alberi viene riportata nel grafico per capire gli effetti sul diagramma solare. (noi usiamo alberi a foglia calda!!). L’ acqua è importante nei climi caldi o secchi. Dove ci sono sfavorevoli venti metto gli schermi. L’ isola urbana di calore mediterranea Si basa su una serie di analisi su Roma e Barcellona. I caratteri ed evoluzione del sistema urbano sono piuttosto simili con tessuti medievali e espansioni più recenti nel dopoguerra. Ci sono 10 foto aeree in cui si vedono le trame urbane con vari fattori e accanto un grafico che dice come variano in un anno i vari tessuti. Il fattore morfologico si vede che incide sull'isola urbana di calore. -In un'altra foto si nota la presenza di alberi nei due quartieri che vanno ad incidere sull'isola di calore o l’effetto dell’adalbedo che provoca maggiore variazione nei mesi estivi (parametro confrontato tra due murature di spessori opposti: fine e grosso) Nei grafici riportati per i 10 tessuti di riferimento, ci sono gli effetti e le variazioni dei parametri rispetto all'isola urbana di calore; i più importanti sono: morfologia urbana, quantità di vegetazione soprattutto in estate, traffico, set point di raffrescamento. Sono stati tradotti poi con delle analisi e formule, gli effetti della morfologia urbana sull'isola di calore andando a mostrare quelli più incidenti: in inverno pesa di più 0,98 Zp (densità orizzontale)/ in estate pesa di più 0,82 Zvh (densità verticale). Sono state passate poi le equazioni in grafici per vedere solo come cambiasse l'isola in funzione di questi due parametri. Per una città mediterranea, è stato dedotto che l'isola urbana di calore producesse: -un effetto indiretto→ incrementare l'isola urbana di calore producendo riduzione di consumi energetici in inverno e aumento in estate -un effetto diretto→ ostruzione delle radiazioni da parte degli edifici che ha un effetto positivo in estate ma in inverno ha meno guadagno diretto e perciò devo usare più calore con impianti, si ha perciò un aumento di consumi in inverno. LEZIONE 13-12-21 CAMBIAMENTI CLIMATICI Non bisogna progettare gli edifici solo pensando al clima di oggi, ma anche in base a quello che ci aspetteremo. Attualmente viviamo inseguendo le soluzioni, anche se in ritardo, riguardo il cambiamento climatico e le sue relazioni. Questo è un tema essenziale per il futuro. “Il cambiamento … si riferisce al cambio delle condizioni climatiche identificate nel cambio della media e/o nella variabilità delle sue caratteristiche e che persiste per un periodo di tempo esteso. I cambiamenti climatici possono essere dovuti ad alcuni processi o forze di natura esterna quali la modulazione del ciclo solare, eruzioni vulcaniche, cambiamenti persistenti …”- La definizione afferma cosa sono i cambiamenti climatici precedentemente all’Antropocene ossia l’era in cui si definisce quella attuale in cui viviamo, tale per cui l’uomo ha modificato il sistema ecologico- ambientale con i suoi lavori e impatti. Attualmente i cambiamenti climatici, secondo la convenzione quadra sui cambiamenti climatici da parte delle Nazioni Unite, nell’art. 1 si definisce che il “Cambio climatico può essere attribuito più o meno direttamente all’attività umana che altera la composizione dell’atmosfera”. Generalmente per analizzare la tematica dei cambiamenti climatici si prende in considerazione l’emissione di CO2 ma ci sono anche altri fattori. Nel ciclo della CO2, questa si relaziona con gli scambi di anidride carbonica e altri scambi dovuti all’attività antropiche. Questo ciclo per anni naturale è stato variato dalle attività antropiche come industria, traffico, sistema insediativo… che insieme ad altre particelle ha alterato l’atmosfera. Vedendo le emissioni totali di CO2 nel grafico, confrontate con quelle di CO2 emesse e legate al funzionamento degli edifici, si può notare che il 40% sono legate ad essi. Occorre perciò lavorare e ridurre questo 40%. Nella normale ciclicità visibile nel tempo, la variazione di anidride carbonica ha avuto un andamento oscillante che si aggira tra i 200-250 parti per milioni (attualmente si verificano circa 800 parti per milione). Gli scienziati hanno dimostrato che questa variazione di anidride carbonica è strettamente collegata ad un incremento medio delle temperature. La grande quantità di energia disponibile per effetto di sviluppi tecnologici a basso costo ha permesso di sviluppare le attività in modo esponenziale, di anidride carbonica e quindi un aumento di temperature medie. Già siamo in un livello critico rispetto agli obiettivi e valori massimi prefissati, ossia del grado e mezzo di incremento della temperatura media globale che è stata scelta come la temperatura limite del sistema da poter ancora gestire. Il cambiamento climatico porta con sé però numerosi rischi. Attualmente però si innesca un processo che ha un’inerzia e seppur oggi noi smettessimo di emettere CO2, ci riporteremo gli effetti delle vecchie emissioni per circa altri 20 anni. I software che noi usiamo faranno un ‘morfing dei dati climatici’, ossia a partire dai dati climatici iniziali odierni, producono delle risposte future. Gli impatti attesi dell’innalzamento della temperatura media, avranno ripercussioni diversi in base a dove ci si troverà nelle aree con ripercussioni più o meno evidenti e gravi. Quali sono le leggi fisiche e i limiti massimi verificabili rispetto a degli indicatori per la sopravvivenza della Terra? In un grafico sono riportati alcuni indicatori e i loro stati attuali riportati in vari colori, quali: i cambiamenti climatici, decadimento dello smog, acidificazione degli oceani, il processo di cambiamento dell’uso del suolo rispetto all’antropocentrismo, integrità dell’atmosfera. In un report riportato, si afferma che il cambiamento climatico sta avanzando talmente con rapidità da apportare numerosi problemi. Si analizzano perciò sotto vari profili (economico, ambientale, tecnologico, sociale...) alcuni dei principali rischi, che poi vengono relazionati in uno schema. Quelli che più ci interessano per la vita quotidiana e che dobbiamo andare a migliorare o risolvere, sono: le ondate di calore che sommate all’isola di calore producono forte siccità, allagamenti… In uno schema riportato è visibile una campana di Gauss che relaziona le temperature e la probabilità e sotto ci sono tanti punti che riportano le temperature medie misurate. Può accadere sia che l’aumento delle medie sposta la campana verso temperature più calde, con riduzione delle basse o che l’aumento della variabilità schiaccia la curva e fa aumentare le condizioni più estreme calde e fredde. Questo aumento di variabilità produce più fenomeni estremi caldi e freddi, la loro combinazione delle medie, perciò, presenta più frequenti fenomeni di freddo e caldo estremo rispetto al passato. Può accadere anche che i cambiamenti climatici facciano spostare questa curva producendo un aumento delle piogge estreme. Alcuni scopi su cui intervenire sono la riduzione delle emissioni per mitigare gli effetti del cambiamento climatico, ridurre l’inquinamento per migliorare la salute, biodiversità… Alcune soluzioni ed azioni progettuali per i cambiamenti climatici per il futuro potranno essere l’osservazione e comprensione generale della città e per poterlo fare dobbiamo avere una quantità di dati sufficienti sulla città; indagare i processi urbani con maggior osservazione per capire al meglio come funziona la città; sfruttare le tecnologie innovative; supporre la trasformazione la politica deve dare incintivi per sostenere queste innovazioni; non dimenticare il quadro della sostenibilità. Il report ICMCCC riporta alcune analisi dei rischi che l’Italia corre rispetto ai cambiamenti climatici partendo dal rischio geo ecologico. Alcuni effetti dei cambiamenti climatici potranno essere di 5 gradi, scioglimento di neve e ghiaccio con aumento acqua in poco tempo che provoca inondazioni e allagamento di bacini, problema di risorsa idrica con siccità, ondate di calore che generano tutti problemi legati alla salute, alla qualità di inquinamento… Nei prossimi decenni potremo aspettarci fino a 8-10 gradi centigradi medi o anche maggiori. Alcune strategie che possiamo attuare sono attuabili dalle scale più ampie fino ad arrivare all’edificio stesso. vantaggio perché partendo da dati accessibili si può tenere conto di una grande mole di dati da analizzare. Il vantaggio di questa analisi a scala urbana è perciò il poter tentare di accelerare il processo di valutazione del comportamento energetico del patrimonio edilizio esistente in confronto a quello effettuato edificio per edificio. Usa dunque un approccio statistico perché parte da una grossa mole di dati che vengono gestiti e controllati con affidabilità. Nel U-BEM ci sono due grandi modalità di famiglie da usare: un approccio TOP- DOWN ossia dall’alto verso il basso e BOTTOM-UP dal basso verso l’alto. Il primo approccio parte da una città ideale o una porzione considerando come essa è costruita a livello energetico e quanto essa consuma, si va poi a suddividere il patrimonio edilizio in sottogruppi e da ciò si stima la domanda energetica di un edificio in base alle caratteristiche morfologiche o quelle costruttive- funzionali. Tale approccio che parte dall’intero sistema fino a calcolare la domanda del singolo edificio serve come strumento per stimare crescite o conversioni del patrimonio edilizio. Questo approccio è meno consigliato nello studio di pochi isolati rispetto ad un’intera città di partenza perché è meno rappresentativo, infatti serve piuttosto per fare politiche di gestione e processi di trasformazione del patrimonio edilizio a grande scala. Il secondo approccio serve invece per la rigenerazione edilizia di un gruppo di edifici o di isolati. Questo parte dalla reale condizione del patrimonio edilizio da analizzare con le loro caratteristiche specifiche, e si produce una serie di archetipi. SI scelgono una serie di edifici che sono rappresentativi per la loro prestazione energetica di tratti di patrimonio edilizio (funzione, caratteristica involucri, sistemi costruttivi, programmi di funzionamento, impiantistica…). Questi si rispecchiano nel rettangolo intermedio in cui si ha una valutazione per segmenti e archetipi del patrimonio edilizio e partendo da questi, usando dati statistici e fisici del patrimonio edilizio si giunge a definire il fabbisogno energetico di quartiere. Questo processo permetti di realizzare scenari energetici più complessi che riescono a controllare meglio cosa e come controllare il patrimonio edilizio esistente partendo dalle caratteristiche esistenti. Gli strumenti usati in questa operazione a scala urbana sono: i dati climatici urbani dedotti da stazioni metereologiche locali o da simulazioni da dati climatici di aeroporti; dati geometrici che riportano la descrizione fisica degli edifici con la loro forma: questi vengono presi da modelli bim urbani come City GML o le banche dati o DEMs: digital environmental model che sono mappe jpg che rappresentano con varie scale e colori, parti del territorio. Questi dati di partenza non sono riscontrabili o rintraccciabili sempre però purtroppo ma sono fondamentali perché strutturano il processo stesso. Oltre a questi dati ci sono anche quelli non geometrici come materiali e caratteristiche costruttive, impianti e schemi di funzionamento. Queste infatti servono per identificare gli archetipi, ossia i tipi rappresentativi del patrimonio. Nel disegno a destra gli edifici sono numerosi e tra questi solo quelli in nero vengono presi in riferimento per l’intero stok abitativo per le varie caratteristiche. SI crea una suddivisione tipologica- energetica per caratterizzare il bilancio energetico degli edifici. Ci sono varie esempi di tali classificazioni energetiche tra cui ‘Tabul Project’ in cui in ogni paese europeo si prendeva parte del patrimonio edilizio esistente e si cercava di classificarlo seguendo quelle proprietà ai fini di un efficientamento. Hanno preso 3 regioni climatiche, 8 periodi di realizzazioni e 4 dimensioni (casa isolata, casa a schiera, palazzina in un blocco, casa in linea); noti i dati di partenza si è seguito un normale processo metodologico di simulazione energetica. Si parte da un modello tridimensionale che è quello nel cerchio comprensivo di una descrizione per dato climatico, dato geometrico e dato tipologico-costruttivo degli archetipi del patrimonio. A partire da cio si fa la simulazione energetica con gli strumenti di simulazione energetica riportati nella slide e si ottiene poi un risultato di fabbisogno energetico complessivo edilizio o disgregabile per tipologie. Da questi risultati si strutturano delle ‘planning decision’ ossia delle strategie, ipotesi e soluzioni transcalari per migliorare la domanda energetica. Si modella nuovamente con tali soluzioni per giungere poi agli effetti che posso e devo valutare. Da tae slide si nota come si caratterizzano i tessuti edilizi per domanda energetica a partire da dati climatici modificati in base alle caratteristiche morfologiche del tessuto. Tale analisi fa riferimento ad un processo di Ad oggi siamo molto improntati ad usare questo strumento nonostante la difficoltà di individuare gli archetipi, la difficoltà di rintracciare spesso i dati energetici, geometrici e non geometrici ma anche la mancanza di persone con adatte formazioni e sensibilizzazione in tale campo e capaci di saper usare questo strumento. LEZIONE 15-11-21 trasformare case e quartieri (relazioni tra scala urbana e architettonica)→ WEBINAR di Fabio Lepratto, Politecnico di Milano Lavorare sulla perimetrazione dell'area di studio. In Europa sono circa 40 le persone nei quartieri pubblici e dagli anni 90 è nata la voglia di rigenerare tali quartieri: occorre perciò ripensare a questi luoghi per realizzare un progetto di design urbano e architettonico. Sono quattro le categorie da considerare: 1. Oggi= nuove necessità nell’abitare oggi, nuovi rapporti tra sfera abitativa e lavorativa 2. Origine= insite nei progetti d'origine come errori, quali zoning funzionale, realizzare tutto in serie, molti spazi aperti, la grande scala dell'industria 3. Contingenze= assenza di manutenzione, gestione da parte dei soggetti pubblici, la voglia di concentrare fasce sociali più deboli in un unico spazio 4. Immagine= cattiva immagine e reputazione è segno stesso di degrado rendendo il luogo non attrattivo e poco curato -Studiare le trasformazioni fisiche: tematiche sociali sono importanti; vedere cosa cambia in modo materico prima e dopo le trasformazioni mediante gli usi di un ingegnere/architetto ossia piante, sezioni, modelli… Lo scopo è restare a metà tra “demolizione/ ricostruzione “e “forme di permanenza” (quest’ultime sono legate a: -questioni economiche (costi sociali: mobilità…) -questioni ambientali (dispersione energia grigia) -architettura (valore carattere sperimentale) -operatività e vincoli progettuali (elogio a memoria). Tali quartieri nascono per abitazioni con prezzi contenuti per persone che devono lavorare nei centri concentrati. Nascono come risposta alle concezioni insalubri della città storica (ad esempio Londra). Ci sì avvia ad una stagione di sperimentazione per persone standard, ossia per una massa e non per limitate persone. Si realizzano fuori dal contesto principale (variazioni architettoniche a densità costante). Elementi chiave da considerare per giungere alla città moderna: 1. Zoning: separazioni dei luoghi di vita da quelli del lavoro 2. combinazione città-natura: riduzione della superficie coperta da edifici e fornitura di spazi verdi; con forti richiami a Le Corbusier con aumento densificazionale 3. lottizzazione razionale: rifiuto isolato ottocentesco, a favore di una morfologia basata su modelli (vedi gli schemi di Ernest May dove ogni isolato è differente per necessità) 4. fascino della grande scala: richiami a Walter Gropius che con le grandi altezze aumenta il numero di abitanti e distanza degli edifici per una maggiore illuminazione; questa è la soluzione migliore da dover considerare per la progettazione!! Dopo gli anni 60 ci fu un'esplosione di questi quartieri con accentuazioni di quei caratteri come: -progettazione architettonica frettolosa -estrema serialità -abbondanza di spazi pubblici indefiniti ma non funzionalità che rende gli spazi non definiti per gli usi appositi Nella progettazione bisogna dare importanza agli elementi quali: -l'attacco a terra -le coperture da rendere abitabili o per spazi condivisi -spessore facciata da 30 cm con rivestimenti o finestre adeguate -articolazione tipologica interna Occorre imparare a scardinare le vecchie tematiche di progettazione per adeguarsi all'uso delle risorse naturali e attuare una progettazione basata sulla sostenibilità, rapporto con il clima, fattori ambientali… Il progetto sull’esistente non deve essere secondario ma valido tanto quanto uno ex novo. E’ una sfida creativa d'opportunità ecologica, prestazionale e funzionale oltre che estetica. Usare l'inventiva con nuove idee o su quelle basate sul progetto originario (tematica affrontata in “Citè de Architecture” A Parigi 2015 nella mostra “Trasformacion come act de…” che crea modelli abitativi). Molti sono i premi ottenuti negli anni dagli artisti come Mies V. der Rohe su lavori di recupero di edifici Tecniche di bricolage Combinare parte teorica dell'architettura con capacità di ricombinare qualcosa che già esiste per ottenere qualcosa di nuovo (Bricoleur= “il pensiero selvaggio smonta e cataloga la situazione esistente, ricompone in modo nuovo le cose preesistenti”). Per una buona progettazione gli step necessari sono: 1. leggere, smontare e catalogare i frammenti esistenti 2. selezionare, manipolare e cancellare 3. reloading con nuove gerarchie e modifiche o aggiunte all'esistente nei diversi punti dell'edificio o sull'intero contorno Disposizioni proposte possibili all'interno di un lotto: -chiuso -aperto (rimando al Le Corbusier) -indipendenza fabbricati accostati a creare una Corte con dei percorsi Considerare i progetti in Scala Urbana e in Scala Architettonica SCALA ARCHITETTONICA: 1. Correzione selettiva: -Progetto olandese→ dà importanza ha fascia basamentale. IN principio era un corpo ampio con un piano basso schiacciato con cantine e la scelta progettuale stata rivoluzionare l'interfaccia spazio esterno, rimuovendo il primo ballatoio e servendo tale piano con delle scale esterne ripetute. Questo permette numerose finestre del primo piano con un grande affaccio direttamente sulla facciata principale. Le piante dell'edificio sono rimaste analoghe ma si ha lavorato principalmente sulle facciate anteriori e posteriori inserendo nuove scale e effettuando un cambio di quota retrostante. Aggiunta di vetri ne ballatoi. -Progetto Amsterdam→fabbricato di cooperativa sociale. Si passa da un edificio standardizzato di appartamenti a uno attualmente tutto diverso. L’ edificio viene venduto a caselle, perciò, si ha effettuato questa realizzazione. “Completa destandardizzazione”. La voglia è appropriarsi del piano terra con box e cantine per un nuovo piano vissuto da duplex con camere da letto superiormente e un piccolo giardino privato al piano terra e un terrazzo con un grande affaccio su strada. Questo duplex può servire anche per attuare funzioni lavorative con un affaccio diretto su strada. Balconi superiormente sono posti apparentemente in modo random ma in realtà sono proprio dove ci sono LEZIONE 20-12-21 Relazione clima-temperatura Il microclima urbano è legato ai sistemi urbani. Se cambiano interazioni tra microclima e edificio, si modificano le prestazioni dell'edificio e si determinano a cascate le prestazioni energetiche. Si fa un confronto tra clima di partenza e vari edifici con il dato di partenza che è il clima: prendendo cento edifici si fa una misurazione e un'analisi delle prestazioni energetiche studiandone le caratteristiche dell’edificio e gli impianti di funzionamento che determinano le variazioni calcolate con sistemi di monitoraggio. Se sono riusciti riusciti a misurare le variazioni totali con sistemi di monitoraggio, hanno dovuto usare una modellazione per capire gli impatti dei diversi fattori come quello del ‘tempo e funzionamento dell’edificio’ che non sono trascurabili. Lo stesso edificio a seconda di come viene usato può avere una variazione che va da 100 a 200 kilowatt ore al mq annuo con la presenza di un fattore di errore. Non è facile capire la prestazione energetica di un edificio: bisogna dimostrare che la modellazione è un ottimo strumento, occorre capire che impatti hanno i singoli fattori all'interno della prestazione finale. Per definire le prestazioni energetiche dell’edificio si devono considerare dei fattori fondamentali: -geometria edificio: ossia come è distribuita la massa, qual è la forma e conformazione morfologia, le caratteristiche tipologiche e la relazione tra forma ed uso; -prestazione dell’involucro: caratteristiche fisiche, termiche, chimiche di pareti opache, superfici vetrate, chiusura orizzontali, tasso di infiltrazione, schermature, sistemi di ombreggiamento, ponti termici… -impianti: in particolare si parla degli impianti di raffreddamento e riscaldamento per il comfort ambientale, ma anche la ventilazione meccanica e come produciamo ACS; -uso da parte degli utenti relativo ad un uso funzionale: a seconda di quali attività svolgo nell’edificio, variano le prestazioni energetiche e gli apporti termici di calore interno (persone, apparecchi elettronici…) -controllo ambientale: quali sono le temperature considerate di comfort per l’inverno ed estate e gli orari di funzionamento dell’edificio nelle varie fasce orarie. ❖ Che succede se: 1. clima è un fattore di cambiamento nel tempo relativamente alla posizione geografica e si deve considerare tale: un progetto è una proiezione al futuro, e il clima siccome varierà tra molti anni, va considerato nella progettazione dell’edificio; 2. contesto urbano con la sua forma, caratteristiche, distanza tra le facciate… determina un fenomeno microclimatico abbastanza complesso che modifica le condizioni dell’involucro degli edifici. Il contesto urbano incide in fatti con la quantità di acqua, di vegetazione…A seconda di quel contesto urbano ci troviamo, l’edificio può consumare 10 o 20 kilowatt ore al mq annuo. L’errore della normale simulazione energetica che si fa con gli strumenti, deve tener conto di questo fattore. L’aspetto del contesto urbano è simboleggiato da UHI= isola di calore urbano che varia a seconda della posizione nel tempo relativamente anche al clima; cambia a seconda della maglia urbana nel tempo. ❖ Qual’è l'errore che si fa a valutando le prestazioni dell'edificio guardando i due fattori iniziali? Uso il bilancio termico Qt=Qi+Qr+Qv+Qe+Qp dove Qt= calore fornito/sottratto da impianto serve a garantire il comfort nell’edificio e tale espressione ci dice che questo deve essere uguale alla somma di tutti gli altri fattori (calore che entra ed esce attraverso l’involucro, calore che entra ed esce per ventilazione ed infiltrazione, apporti energetici dovuti alla radiazione solare incidente sulle superfici, carichi interni e il calore degli apparecchi elettrici, calore prodotto dalle persone). Il clima e il contesto urbano influiscono su Qi, Qv, Qr (in particolare la radiazione diretta o meno influiscono sull’edificio). Le fragilità del contesto urbano o vulnerabilità, hanno dimensioni diverse che vanno anche oltre l’aspetto fisico di un ambiente urbano, edificio o quartiere ma sono collegati anche agli aspetti che ne hanno determinato l’origine (aspetti culturali, tecnologici, economici, sociali politici, legati al patrimonio e all’edilizia…). Le varie dinamiche sono fortemente interconnesse tra loro e non staccate nel vario sistema ambientale che ne determina la complessità. Quindi si vanno a considerare gli aspetti fisici, tipologici, morfologici dell’architettura, il clima e gli aspetti costruttivi. Questo ci aiuta a capire come uno spazio interno ed esterno presenta specifiche prestazioni. Rispetto ai normali metodi da noi usati nella progettazione, come cambiano relativamente i metodi collegati a questa dimensione? Si guarda perciò uno schema sintetizzato nel Metodo relativo progettuale che parte dalla prima fase di raccolta dei dati ed analisi iniziale per comprendere dove ci troviamo e i dati del luogo; ci si focalizza però sui valori che spesso vengono tralasciati come la raccolta dati e analisi sviluppata relativamente al CLIMA con l’uso di stazioni climatiche che consentono un monitoraggio e misurazioni con sistemi satellitari e misurazioni sul campo; ci si si sofferma poi sui dati DEL CONTESTO FISICO con dati che vengono dai satelliti, mappe, database, indicatori ossia parametri e dati di partenza e informazioni che hanno collegamenti con la mappa e la posizione. Nello schema si può leggere l’ordine visibile nella raccolta dei dati imput, modellazione e analisi con i risultati. Parametro= qualcosa di misurabile che si può ascrivere a un oggetto (es: superficie) Indicatore= quando un parametro diventa in grado di descrivere una prestazione energetica (es: trasmittanza); è qualcosa che viene tradotto in dati numerici oggettivi e razionali che descrivono un determinato comportamento. Modello= è una rappresentazione della realtà e della conoscenza, ossia la traduzione della conoscenza in un vero e proprio modello. La modellazione è legata al rischio e vulnerabilità. Modello climatico= ossia i dati climatici di partenza delle simulazioni Modello microclimatico= a partire da dati climatici bisogna sapere cosa succede al fenomeno e come e quanto impatta sulla città Modello fisico= la modellazione verrà fatta proprio relativamente a cosa voglio studiare Finita la modellazione sono in grado di fare l’analisi delle fragilità fisiche. Ne esce l'esposizione al rischio, quanto il costruito è sensibile agli effetti del cambiamento climatico e del microclima (tutto ciò all’interno del capitolo ‘Indicatori’). Da ciò ne escono dei risultati ossia dei dati misurabili che ci danno informazioni circa le prestazioni. Da qui si capiscono quali sono gli impatti sul costruito e quali strategie di adattamento sono più adatte: bisogna sempre verificare se la strategia da attuare abbia un impatto positivo sull’edificio. Si innesca perciò, una fase progettuale con una modellazione dei vari modelli, valuta gli impatti del processo. Alla fine, si arriva ad un serie di indicazioni ed azioni da applicare nel contesto per la rigenerazione che possono essere o una comparazione tra varie strategie del moderno oppure un multi-scenario. Tutto ciò si traduce in uno schema apparentemente semplice anche se di partenza articolata per i suoi fenomeni di partenza complessi proprio per questioni dimensionali (trans scalare e trans dimensionale), ossia per gli elementi da considerare quali gli aspetti climatici, microclimatici, forma urbana, tipologia edilizia, aspetti legati alla costruzione… Le scale sono poi molteplici e per capire il processo c’è bisogno di una complessità in ogni fase del processo da considerare. Altro elemento di complessità sono le fragilità fisica che necessitano di soluzioni apposite e di appositi strumenti digitali e dati per analizzare e trovare le migliori risposte e strategie. (VEDI SCHEMA SULLE DIAPOSITIVE) 5. rapporto di copertura, compattezza6. Ampiezza 7. densità di rete 8. rapporto altezza degli edifici-larghezza … Si può passare da una definizione ad un'altra se ho le relazioni tra gli indicatori di densità. Un gruppo olandese fece un metodo detto ‘Space Mate’ per trovare un indicatore adatto a descrivere la forma urbana e la sua relazione tra essa e la sua traduzione numerica. Questo metodo si basa su quattro variabili calcolate: -superficie di base -lunghezza maglia stradale -superficie costruita complessiva -impronta a terra Con questi si definiscono gli indicatori di densità: 1.FSI indicatore di edificabilità Fondiaria→ tutte le quantità costruite rispetto alla superficie di riferimento data 2. compattezza, impronta a terra su parametri dati 3. L lunghezza a terra 4. OSR rapporto tra spazio aperto ed edificato, ossia quanta superficie ho a disposizione 5. T Tara→ rapporto tra superficie edificata e non 6. Mesh size La combinazione di alcuni di questi (GSI, FSI,L) definiscono dei parametri di densità attraverso un grafico bidimensionale e tridimensionale; uno di questi grafici si traduce in un indicatore morfologico e si ottiene una descrizione numerica di sei modelli di morfologie urbane rappresentate a blocco, lineare e in modo puntuale. Hanno preso tessuti urbani olandesi esistenti rappresentati con dei parametri, misurandoli e riportandoli su quel grafico (riportando gli stessi tipi nelle medesime parti del grafico). Si nota alla fine che ci sono dei range d'identità che descrivono forme urbane. Ne esce un rapporto tra caratteri qualitativi delle forme urbane e rappresentazioni energetiche. -Rapporto forma-densità- energia- Che relazione c’è tra morfologia urbana ed energia? Occorre fare un’analisi morfologica dei vari tessuti prendendo alcune maglie urbane famose. Si studia così la relazione tra forma urbana ed energia solare ricevuta in questi tessuti e come questo determini varie condizioni di temperatura e bilanci energetici degli edifici. Sono stati selezionati maglie urbane con diversi tessuti per porzioni omogenee e sono state tradotte in forme e modelli morfologici calcolando gli indicatori di densità reali poi trasformati in modelli morfologici rappresentativi di prestazioni medie. A partire da questi modelli si è cercato di capire la relazione tra parametri di densità e gli indicatori energetici. Questo è fatto grazie ad una classificazione quali-quantitativa dei tessuti in un grafico di Space Mate con vari punti colorati che cadono sempre in porzioni ben precise e non troppo dispersive. Il modello tipologico è stato realizzato con un apposito programma basato su sistema solare che calcola quanta energia solare viene ricevuta sulle superfici urbane e di edifici a seconda degli orientamenti e tipologie delle superfici degli edifici. Sono perciò stati calcolati i parametri di kwatt ore / mq ricevuti in termini di superficie dei tessuti urbani tramite il modello e con un livello di dettaglio riconosciuto a livello internazionale. Due di questi indicatori rappresentano la morfologia urbana ma in realtà spesso gli indicatori di densità non sempre funzionano bene. Tra i tanti parametri morfologici presenti si prendono allora solo quelli più rappresentativi in particolare quello della prestazione solare. Calcolato tutti i parametri per i 14 tessuti, hanno poi relazionato i primi 7 con quelli calcolati in termini di parametri morfologici e relazionati con la quantità di energia ricevuta dalle facciate dei tessuti urbani espresso in kwatt ora/mq annuo. Ciò che ne è uscito è mettere tutti i tessuti nell’equazione e cerco di capire se c’è una relazione e compattezza. La forma rappresentativa mi dice che più i punti saranno vicini alla retta rossa tratteggiata, più la regressione lineare rappresenta in modo affidabile il comportamento generale del fenomeno. Sono andati a prendere il secondo grafico, l’ultimo e il primo perché li c’è il fattore R^2 che più si avvicina a 1 più la regressione lineare è affidabile e descrive bene il fenomeno. Sono stati presi perciò i tre elementi più rappresentativi (GSI, Vhurb, SF) e combinandoli si ottiene un0equazione che dice che l’energia ricevuta sui tessuti è uguale alla combinazione e funzione di queste tre variabili della densità. Quindi questi tre (compattezza, sky factor,densità verticale in facciata) elementi sono indicatori della prestazione solare di un tessuto. SIy= f(GSI,Vhurb,SF) Y=-0,43X1-0,38X2+0,32X3 Y=SI X1=GSI X2=Vhurb X3=SF R^2=0,61 La stessa cosa è stata fatta calcolando i consumi energetici: ossia a partire dagli stessi tessuti hanno calcolato il rapporto esistente tra gli indicatori di densità e la prestazione energetica dell’edificio ossia il fabbisogno energetico per raffrescamento e riscaldamento. Alla base di tutto è tradurre parametri che descrivono un contesto costruito e capire quali di questi possono essere usati per tradurre gli indicatori. Tutti i parametri di base partono dal concetto di densità. LEZIONE 22-11-21 Città Water Sensitive Tali città consentono di promuovere e applicare soluzioni (impatto cambiamenti climatici è un tema ricorrente non solo affrontabile nello schema edilizio ma anche in altre scale). 1.AMSTERDAM RAINPROOF E’ un'iniziativa nata ad Amsterdam (è il caso di Copenaghen che ha avuto una pioggia molto intensa negli ultimi anni e si è dotata di strumenti per risolvere tale problematica o anche tipica delle città del nord che hanno usato questa strategia). E’ una soluzione anche utile per le ondate di calore perfino nelle città del nord, dove tale intervento serviva anche per la salute di persone e per le necessità finanziarie degli Stati. Spesso le soluzioni per gli adattamenti pluviali consentono miglioramento climatico. L’Amsterdam Rainproof è datato nel luglio 2014: questo afferma che non ora sono caduti 40 mm di pioggia in molti posti della città, lo testimonia la mappa di Amsterda. Il tentativo di adattarsi a questo sistema va a ridurre anche CO2 nei consumi. Con il secondo grafico si percepiscono invece i numerosi attori, soluzioni e regia intervenuti nelle varie fasi in ogni scala. (“Every drop counts”→ fa capire la complessità delle varie scale e mostra le soluzioni delle varie ricerche scientifiche). La mappa di vulnerabilità mostra le aree allagate nella città dopo due ore; le aree più in crisi sono quelle su cui si faranno gli interventi con le varie soluzioni infrastrutturali e ponendo in relazione gli spazi costruiti e non (“mappa delle aree a rischio”). Spesso si interviene in situazioni di allagamenti con vasche di laminazione o con cambiamenti di sezioni di tubazioni: questi sono i casi più ricorrenti e tipici ma spesso non sempre convenienti poiché costosi; bisognerebbe intervenire invece su edifici e spazi urbani rendendoli più sostenibili con elementi naturali al fine di migliorare anche la vita di chi vi abita. (A Milano, ad esempio, si sono usate varie vasche di laminazione voi che la città è molto allagabile. Negli anni però si è capita la direzione migliore, ossia sostenibile da dover adottare). Ad Amsterdam, comunque, si sono create delle strade per portare l'acqua, altre per trattenerla per un periodo senza doverla condurre subito nella fogna, altre ancora si occupano di mandare via immediatamente questa acqua. Si sono realizzati dei bacini per stoppare l'acqua delle piogge: questo porta miglioramenti per la consapevolezza dell'uso dell'acqua che viene stoccata e usata nei periodi di siccità. 2. COPENAGHEN CLIMATE ADAPTATION PLAIN Il “piano urbanistico” viene chiamato “piano climatico” considerando energia e clima contemporaneamente. anche qui si parte dall'analisi della vulnerabilità e rischio con le piogge, vedendo con le mappe cosa accadrebbe con un eccessivo innalzamento delle piogge e successivamente le varie strategie divise per rischi. 3.ROTTERDAM CLIMATE ADAPTATION STRATEGY Aumento mare, siccità, numerose piogge, alte portate dei fiumi, caldi estremi e siccità sono i rischi tradotti in varie mappe e successivamente in varie soluzioni considerando quali e dove collocare le azioni. Ci sono perciò soluzioni che gestiscono le acque e migliorano gli spazi urbani. Si creano vari scomparti nella città dove attuare strategie apposite: temi progettuali Uniti a soluzioni urbanistiche. 3. BARCELLONA-PLA CLIMA Segue il piano di Cerdà, edificato con un impianto irregolare, perciò fortemente artificiale come spazio. L’ obiettivo è dare immagine alternativa sugli spazi di corte o altri spazi urbani collettivi. Ci sono anche qui le analisi delle vulnerabilità con le varie strategie per sopperire alle numerose problematiche. 2. ALTRO PROGETTO Propone una stratificazione del vetro in spazio confinato dando temperature diverse nei vari spazi. 3. JADE ECO PARK, TAIWAN Bisogna progettare spazi di parchi seguendo concezioni termiche di cui si ha la sensazione. Le tematiche pensate per il nuovo progetto fanno riferimento all'umidità, al calore e all'inquinamento. Tematizza il parco in varie condizioni climatiche con dispositivi appositi, natura e acqua per purificare l'aria, mitigare il clima, controllare l'umidità e ridurre l'inquinamento. 4. PROGETTO AGENTI CLIMATICI Si studiano due scale: San Cristoforo e San Farini con dispositivi adatti a migliorare il clima, assorbimento di anidride carbonica tramite la natura soprattutto in San Cristoforo. Innovazione tecnologica e abitare condiviso -3 GENERATION HOUSE AMSTERDAM- SOCIAL HOUSING FLESSIBILE E MULTIGENERATION E’ adatto a diverse fasce di età con zone per condividere il quotidiano: sopra abitano gli anziani perciò si garantisce una facile abitabilità. I prospetti sono diversi sul giardino interno e sulla strada (apertura/chiusura). La scala dentro è posizionata nel centro dell'edificio così che gli appartamenti in futuro potranno essere modificati in modo versatile. -POLLARD THOMAS EDWAR: COHOUSING SOCIAL HOUSING LONDRA Adatto alle sole donne over 80; si creano spazi privati e riservati e in un unico blocco ci sono le attività comuni assieme ad un giardino centrale. -HOLENKWARTIER, HOORN, DELVA LANDSCAPE ARCHITECTS (vedi torri) Guarda un’area industriale, centro di industria Philips. Si progetta qui un quartiere per fasi, con diverse tipologie edilizie al fine di creare spazi diversi sia pubblici che privati in varie scale. ➔ Riflettere sul tema di appartamenti con un grande spazio collettivo interno, prima di entrare dentro il piccolo appartamento. ➔ Blocchi posti a Corte con ballatoi superiori di collegamento. Questa materia include una relazione tra architettura tecnica, sostenibilità ambientale e tecnica. Progetto rigenerativo Tema derivante dalla crisi energetica degli anni 70. Deriva dalla sostenibilità di quegli anni, in cui la ricerca scientifica e progettuale sono alla base. Si è evoluto da tali anni e in principio era collegato alle risorse bioclimatiche. Negli anni 2000 siamo giunti per le politiche alla sostenibilità intesa come minimizzazione di effetti negativi in edilizia. Lo scopo era ridurre l'impatto sull'ambiente dell'edilizia; tutto ciò però si è visto che non bastava (differenze climatiche accentuate a Roma). Le conoscenze ci hanno portato negli anni, ad un contenuto del progetto rigenerativo avanzato. (Sviluppo e sostenibilità non possono essere usati sullo stesso piano). →Definizione Delle Nazioni unite di ‘progetto rigenerativo’: “Relazione tra ambiente costruito, salute ed ecosistemi mediante conoscenze, tecnologie e tecniche costruttive che concentrano il controllo e la previsione degli impatti dell'edilizia sull'ambiente. Tale sfida richiede approcci, metodi scientifici, strumenti operativi basati su conoscenze misurabili e risultati di analisi da poter usare che consentono al progettista di controllare le istanze progettuali.” Ecosistema: ecco in cui viviamo/salute: benessere. Tale progetto rigenerativo tenta di ristabilire il rapporto tra ambiente costruito e il sistema naturale = rigenerare i rapporti. Questo progetto sarà ottenuto con un approccio tra scalare e trans disciplinare. Tale detto rigenerativo lo otteniamo con software digitali e qui l'intenzione e lavorare sui problemi e non sui singoli oggetti o sulle tecniche. -I principali elementi che tratterremo nel progetto rigenerativo sono: 1. Efficienza energetica (diversa da ‘impatto’, infatti quest'ultima indica la conseguenza della produzione di energia. Il consumo e funzione dell'efficienza) 2. Ambito climatico= adattamento e mitigazione ai cambiamenti climatici (mitigazione: azione che tende a lungo termine gli effetti di un settore sui cambiamenti climatici, come per esempio il settore dell'edilizia; adattamento: data una condizione mutata del clima, devo agire con delle azioni a breve tempo per ottenere il benessere). 3. Microclima urbano: è il clima che si instaura in un breve contesto locativo Area progetto: TOR BELLA MONACA → 20/12/21: verifica analisi climatiche senza valutazione; 28/02/21: consegna. Esame su domande teoriche e di progetto. LEZIONE 29-11-21 Sostenibilità e progetto rigenerativo 10 anni fa si inizia a parlare di ‘Progetti Sostenibili’. Il fondatore di RVmax (RVMB) le definì <<un balbettio sostenibile>>. Questa tematica del sostenibile ha avuto negli anni varie definizioni, divenendo con gli anni una necessità centrale di progetto: UNA CONDIZIONE AMBITA. Ha all’inizio però un concetto sospetto ed è una ricerca contraddittoria con risultati ambigui. Oggi però, è un tema da cui non si può prescindere ed è necessario per le strutture. Per farlo occorre capire il contesto generale in cui l’architettura deve dare il suo contributo. 1.Centralità dei sistemi urbani e delle città esistenti: -In una mappa si nota la crescita urbana relativa ad ogni continente per ora, non per anni. Da tale mappa si nota la crescita notevole del Sud America e Africa e un mondo sviluppato ma con bassa crescita nel Nord America. E’ scarso vedere che le città evolute abbiano una riduzione urbana. -Nella mappa Ecumenopolis di Costantino Dox… si rappresenta un mondo di insediamenti urbani con i tratteggi: il N° abitanti/ettaro definisce l’espansione nella mappa. La SOSTENIBILITA’ in architettura fu definita nel libro “GREEN DREAM”in cui si tenta di risolvere il futuro delle città sostenibili con approcci e dimostrazioni per evidenziare che questo cambiamento è avvenibile. Nel libro si parte da alcuni aggettivi: brutto, schizzofrenico…Veniva data una concezione negativa di partenza a questa tematica. La capacità di raggiungere la sostenibilità comprende più campi contemporaneamente per poter operare al meglio (c’è bisogno di compenetrazione). Dati ottenuti negli anni: -2% superficie terrestre occupata dalle città -53% popolazione -69% energia spesa/consumata -75% emissioni di CO2 prodotta dalle città -Molte città esistenti hanno la possibilità di elevati efficientamenti e di raggiungere migliori livelli energetici e di vita. In una mappa si fa la distinzione tra Città sostenibili (molte città dal 2005 sono considerate tali, come ad esempio la Cina, o alcune rimaste progetti come Masdar di cui fu effettuato solo il nucleo, Dongtan) e città convenzionali (sono le città realizzate effettivamente). -In un’altra mappa è visibile la divisione del patrimonio edilizio esistente per epoche storiche, non precedenti il 1900. Il 75% è precedente il 1990, il resto del patrimonio costruito è datato tra il 1991.2010. Nel 2002 è uscita la prima Direttiva Energetica: una fotografia dell’Europa per efficientare il patrimonio esistente. Dal 2005 si parte con le Direttive successive. Si ottennero 1 milione di certificazioni energetiche l’anno e si prevedevano per il 2035 le certificazioni. (29 M di alloggi esistenti; 1 M di certificazioni energetiche→2005-2035. Questo poi si collega a due fattori: Clima attuale, descritto dalle medie trentennali che possiamo avere in un determinato luogo o clima futuro, ossia come le condizioni possono cambiare. Il clima futuro si può studiare con il software analizzato nei mesi precedenti. Si collega poi questo all’isola urbana di calore odierna e futura. Abbiamo poi visto come tutto ciò si può introdurre in merito ad un processo analitico del progetto rigenerativo con un diagramma di flusso di un approccio che segue fenomeni analitici d’interazione tra edificio-ambiente e le questioni progettuali; c’è poi la valutazione degli impatti di questi effetti e la determinazione di strategie progettuali per contrastare questi fenomeni e alla fine si determinano scenari con risultati di incisività maggiori. ISOLE URBANE DI CALORE Rispetto alla prima foto ora analizziamo l’interazione Clima-contesto urbano. Che effetti può provocare l’isola urbana di calore? C’è una dimostrata differenza di temperatura tra il contesto rurale e urbanizzato (città) che può avere un’incidenza di diversi gradi centigradi. Questo ha un effetto diretto che va a cambiare le condizioni ambientali e le condizioni termiche e il comfort a lui associato con cui noi abbiamo a che fare ed un effetto indiretto che va a variare il bilancio energetico. Questo in inverno genera un aumento di temperatura che riduce il fabbisogno di riscaldamento, ma in estate produce un aumento dei consumi energetici per il raffrescamento energetico. La richiesta di comfort però negli anni sarà sempre maggiore e richiederà sempre più aumento della domanda di raffrescamento che produrrà richiesta maggiore di energia. Dimostrazione sono i blackout estivi per la tanta richiesta di energia estiva che non si può ricoprire (si acquista energia dai paesi limitrofi). Ciò dimostra che l’isola urbana di calore ha degli effetti sul fabbisogno e sugli impatti, producendo un valore negativo. Questo fenomeno avviene per l’interazione tra risorse energetiche e contesto rurale o urbano. In questa mappa rappresentativa di un’area geografica ristretta di Barcellona in cui le curve descrivono contesti ad ugual temperatura ma con una variabilità. Il fenomeno dell’isola di calore, infatti, si lega ai vari gradienti dipesi dalle caratteristiche della città. Tale fenomeno in questo caso è maggiore nella parte centrale della città perché più densa, come accade generalmente. Questo fenomeno è misurato per differenza di temperatura U.R = urbana rurale, ossia come incremento. Quali sono gli impatti? -sul comfort e sulle persone, poiché gli incrementi di temperatura soprattutto in estate generano problemi di comfort e di salute che spingono persone anziane o bambini a decessi o altre malattie per problemi di stress termico. -questione dell’incremento della domanda energetica estiva per raffrescare gli edifici. Questo per alcuni contesti (mediterraneo) nei primi caldi, che genera un aumento di emissioni di CO2 per produrre energia e produce anche un maggior inquinamento delle aree ad alte densità abitative. LA questione delle ondate di calore diventa perciò sempre più centrale di grande importanza. -i materiali urbani hanno una capacità di riflessione, conduttività e conducibilità termica e che rispetto un contesto rurale possono assicurare maggior assorbimento di calore per irraggiamento e convezione -la geometria e la trama urbana intrappolano le temperature e si riducono gli scambi di calore -fonti antropogeniche come i carichi interni di edifici e veicoli (traffico-climatizzatori) mettono calore e inquinamento con aumento di temperature Ci sono poi MACROFATTORI che all’interno delle cause determinano maggiori o minori intensità dell’isola di calore: clima, latitudine, umidità, attività prevalenti (industria, residenze...), caratteristiche geografiche o topografiche (rilievi, acqua...), dimensione della città, densità… In alto si vede lo schema di un contesto urbano rappresentato dal volume di controllo in cui il bilancio energetico (ciò che entra e ciò che esce) deve essere garantito. La parte tratteggiata è il layers che sta circa a 10 m sopra la media dei palazzi più alti. Ciò è confrontato sotto con uno schema di un contesto rurale (ad esempio un bosco). Q*+QF=QH+QE+dQS+dQA Con dQA che indica il calore che entra ed esce di ventilazione e attraversa quindi il volume. La quantità di calore netta e ciò che produco dentro il volume con le macchine, industria, traffico… deve essere uguale agli altri 4 fattori. La quantità di radiazione netta entrante in una prateria e città sono analoghe rispetto al calore sensibile (è quello che si usa nei passaggi di stato) e latente (quello antropogenico nella prateria non esiste). QE è maggiore nella prateria mentre QH sarà minore nel contesto urbano. -Come si compone la radiazione nette? Si divide in Radiazione a onda: 1. corto incidente: ciò che è tra infrarosso e ultravioletto; spettro in cui la maggiore intensità sta nella parte visibile, ossia nella parte sinistra del grafico ad onda corta. 2.corta riflessa: la riflette la geometria e i materiali considerati e varierà tra contesto naturale e urbano 3.lunga entrante: queste entranti dipendono dal sole 4.lunga uscente: parte riemessa per irraggiamento QE RIDUZIONE DELL’EVAPORAZIONE L’acqua scarseggia e non viene mantenuta dopo le piogge in un contesto urbano rispetto ad uno rurale in cui è abbondante ed è assorbita dal terreno con una percentuale di smaltimento dal terreno per evapotraspirazione (40%) diversamente che dai contesti urbani. La tanto meno acqua nei contesti urbani non può ridurre la quantità di calore sensibile in un contesto urbano. La vegetazione invece riduce la radiazione schermando con un aumento dell’isola di calore. C’è molto calore sensibile in più che va contrastato. dQS CALORE CHE IMMAGAZZINIAMO -Albedo -capacità termica volumetrica -diffusività termica Questi fattori producono aumento di temperatura ossia isola di calore immagazzinato che durante la notte lentamente si disperde. Piu l’albedo è bassa e maggiore sarà la capacità di assorbire calore da parte dei materiali. Perciò si parla di migliori materiali chiari o freschi per la riflessione. QF ORIGINE ANTROPICA QF può essere molto elevato in certe città Q* INCREMENTO RADIAZIONE NETTA La radiazione che gli edifici ricevono, in parte viene assorbita, riflessa e trasmessa in parte. Si ha un incremento della riflessione che produce un aumento di questo fattore. Di giorno le facciate degli edifici assorbono calore e si riscaldano, mentre quando l’area si raffredda lo fa più veloce dei materiali costituenti gli edifici; perciò, si scambia il calore tra aria e edifici per irraggiamento. Preso un punto centrale la strada, si vede come la quantità di volta celeste che vediamo in un contesto urbano è più limitata che quella visibile in un campo aperto. Per studiare ciò si usa il ‘Fattore di vista del cielo’=sky view factor che descrive la porzione