Dalle critiche mosse in ambito di daylighting design sul prototipo, e dopo quanto affrontato nella prima parte più teorica di questa tesi, sono nate delle suggestioni evolutesi successivamente in una proposta progettuale per la Solar Deathlon 2019 da sottoporre ai partecipanti attivi del Politecnico di Milano.
Il modello è stato mantenuto molto simile a quello di partenza soprat-tutto per rispettare sia i vincoli del concorso sia l’idea iniziale del team di progetto. Non ci sono stati notevoli stravolgimenti, ma il cambiamen-to è sostanziale e riconoscibile, sia dal puncambiamen-to di vista della luce sia dal punto di vista architettonico compositivo.
Il primo punto d’intervento è stato l’ambiente principale dell’edificio, ovvero la zona giorno. Qui si è deciso di aumentare la percentuale di componente trasparente sul lato sud per ovviare, almeno in parte alla carenze date dall’impossibilità di aprire sul lato est di questo spazio.
Questo è stato possibile grazie all’aggiunta di una nuova apertura nella zona cucina e l’ingrandimento di quella già esistente nel salotto, ma soprattutto con la progettazione di una scala a chiocciola che potesse creare un collegamento diretto, prima inesistente, con il sottotetto.
Con questa soluzione si può innanzitutto sfruttare la grande quantità di luce zenitale proveniente dalla serra, facendola penetrare attraverso il corposcala, e, in secondo luogo, fornire all’utente un maggiore
con-5.3
Figura 75.
tabella dei risultati di simulazione
2.
tatto con l’ambiente esterno. La serra bioclimatica, che nel progetto iniziale occupava l’intero spazio presente a questo piano, è stata ora dimezzata. All’arrivo del pianerottolo delle scale è possibile collegarsi o alla parte restante di questa zona verde o accedere al terrazzo esterno posizionato direttamente al di sopra della zona notte.
Sulla superficie di questo nuovo spazio sono stati posizionati due lucer-nari che aumentano la quantità di luce diurna che permea all’interno della zona notte sfruttando nuovamente la componente zenitale
natu-rale. Anche nella camera da letto, come negli altri locali del prototipo, è stato deciso di aumentare la superficie fenestrata, sostituendo la pre-dente porta finestra singola con una doppia.
Per sfruttare al meglio la luce proveniente sia dal top lighting delle nuo-ve aperture, sia dal side lighting delle finestre perimetrali, si è deciso di eliminare la partizione interna che separava la zona giorno da quella notte e di sostituirla con una grande vetrata scorrevole che chiudesse l’intero spazio permettendo allo stesso tempo ai due ambienti di
condi-Figura 76.
pianta del tetto
Figura 77.
pianta del prototipo
videre la luce da cui venivano bagnati.
Ultime due aree di intervento sono state il disimpegno ed il bagno.
All’interno del primo, come per la camera da letto, la porta finestra sin-gola è stata sostituita da una doppia, mentre invece nel bagno l’iter di progetto è stato più complicato rispetto agli altri ambienti. Questo am-biente infatti è attorniato da pareti cieche: una comunica con il disimpe-gno, una con la camera da letto e un’altra con il locale impianti. L’ultima parete libera rimaneva quella comunicante con la serra, ma , trattandosi di un bagno e dovendo rispettare la privacy dell’utente non era possibi-le procedere con la progettazione di aperture sufficientemente grandi.
Per questo motivo di è deciso di ricorrere nuovamente al top lighting.
Inizialmente, data l’ampia ricerca effettuata nel campo delle nuove tec-nologie e strategie per il daylighting design, si è pensato di procedere con l’utilizzo dei tunnel solari o delle fibre ottiche. A causa della difficile modellazione e simulazione delle fibre all’interno dell’ambiente virtuale si è deciso di optare per l’utizzo dei solar tube. I risultati però non sono stati quelli sperati.
Per procedere con questo tentativo si è deciso di creare, nella maniera più semplice possibile, un prototipo del tunnel da inserire all’interno del progetto. Si trattava semplicemente di un corpo cilindrico, bucato alle due sommità, che penetrava dall’esterno, attraverso il
sottotet-to, e raggiungeva il locale.
L’interno del solido è stato rivestito completamen-te con un macompletamen-teriale altamencompletamen-te rifeltcompletamen-tencompletamen-te, simile allo
specchio, che potesse riflettere in tutte le direzioni i raggi di sole e farli penetrare all’interno del cilindro stesso.
Le prime prove sono state fatte direttamente all’in-terno del prototipo, ma non riuscendo ad arrivare ad un risultato soddisfacente si è deciso di semplificare l’ambiente di applicazione e provare ad eseguire qualche simulazione dentro un semplice cubo trapassato dal solo tun-nel solare. Purtroppo i tentativi si sono rivelati fallimentari poichè per poter penetrare al’interno del tubo come avviene nella realtà occorreva aumentare eccessivamente i valori di bounce della luce. Per questo mo-tivo si è deciso di procedere con l’apertura del sottotetto con un lucer-naio che potesse far entrare la luce naturale anche in questo ambiente.
Una volta riprogettato l’intero edificio, ripercorrendo le criticità emerse
dallo studio del prototipo, è stato possibile procedere con l’analisi degli stessi parametri, metterli a confronto e osservare le linee di cambia-mento e miglioracambia-mento, verificando infine le richieste presenti all’in-terno delle certificazioni e dei protocolli energetici studiati nella parte teorica della tesi.
Come verrà spiegato meglio nelle pagine successiva, a seguito delle analisi condotte in merito alla luce diurna, è risultato che sulla mag-gior parte delle superfici calpestabili della casa vi era una Annual Solar Exposure elevata. Per ovviare a questo problema si è deciso di aggiun-gere al progetto delle componenti schermanti al fine di ridurre i pro-babili fenomeni di abbagliamento dati dall’irraggiamento diretto della luce. Oltre a posizionare delle tende oscuranti interne, si è deciso di costruire sul lato sud una pensili, la quale ha ridotto questo fenomeno in maniera consistente.
Figura 79.
test illuminamento cubo di prova
Figura 80.
vista esterna lato sud est
Daylight Factor
Camere Bagno
Cucina
Disimpegno
Daylight Factor
Zona giorno
Daylight Autonomy
Zona giorno Daylight Autonomy
Bagno Camera
Cucina
Disimpegno
Continuous Daylight Autonomy
Camere Bagno
Cucina
Disimpegno
Continous Daylight Autonomy
Zona giorno
UDI < 100 lux
Zona giorno UDI 100 lux
Bagno Camera
Cucina
Disimpegno
UDI 100 - 300 lux
Camere Bagno
Cucina
Disimpegno
UDI 100 - 300 lux
Zona giorno
UDI 300 - 3000 lux
Zona giorno UDI 300 - 3000 lux
Bagno Camera
Cucina
Disimpegno
UDI 3000 lux
Camere Bagno
Cucina
Disimpegno
UDI > 3000 lux
Zona giorno
ASE 1000 lux per 250h
ASE 1000 lux 250 h
Bagno Camera
Cucina
Disimpegno
Zona giorno
Riassunto dei risultati ottenuti
Da come si è potuto già notare per via grafica, la proposta progettuale ha portato a dei risultati sostanzialmente migliori rispetto al progetto di partenza. Anche in questo caso gli output sono satati messi a paragone prima con la normativa e i requisiti di consorso ed in seguito anche ai protocolli e alle certificazioni energetiche, come avvenuto per lo “stato di fatto”.
Dalla tabella riportata qui sotto, si desume l’azione avvenuta sulle pre-cedenti aree crititche portandole ad essere dei punti di forza per il progetto. Guardando nello specifico i risultati, si può notare come siano diminuite le aree con un’illuminamento minore a quello necessario da normativa, ovvero quelle sottostanti i 300 lux e come siano stati rag-giunti la maggior parte dei requisiti previsti sia dalla competizione che dalle certificazioni energetiche.
L’aumento della superficie trasparente, soprattutto quella esposta a sud e a est, ha fatto sì che insorgesse un altro tipo di problema, quello re-lativo all’abbagliamento. Da come si può notare, i valori in rosa della tabella indicano le aree in cui si ha una ASE elevata.
Partendo da questa constatazione, si è deciso di progettare una com-ponente schermante, come già specificato ad inizio capitolo,in modo tale da ridurre i fenomeni di discomfort, ma senza ridurre le condizioni di comfort e risparmio energetico ottenute grazie all’attuale configura-zione dell’edificio.
Lo studio è avvenuto tenendo conto della variabilità del fenomeno della luce naturale durante l’arco dell’anno. Per la stagione estica si è deci-so di ricorrere ad una componente schermante opaca per ridurre sia i fenomeni di abbagliamento che quelli riguardanti il flusso termico in ingresso. Con questo obiettivo è stata aggiunta una pensilina
sull’in-gresso a sud che coprisse le due porte finestre. Si è deciso di non co-struire una struttura totalmente fissa ma con una copertura per metà scorrevole sul piano orizzontale. In questo modo si ha la possibilità, durante il periodo invernale, di ridurre la schermatura per favorire un maggiore ingresso di luce e flusso termico all’interno dell’edificio. Sul-la porzione fissa schermante le Sul-lamelle sono caratterizzate dall’avere un pannello fotovoltaico integrato che permette di aumentare la superficie captante totale del prototipo, in questo modo il risparmio enegetico derivante dall’utilizzo di questa ti-pologia di schermatura risulta ancora più elevato ed efficiente.
Per le finestre presenti sulla parete est, comunicanti con la serra, si è deciso di optare per ua struttu-ra lamellare a scorrimento, mentre per le aperture zenitali sono stati disposti dei sistemi automatici di schermatura, i quali si attivano quando vengono rile-vati dei livelli di illuminamento eccessivi dai dispositivi di controllo.
Per quanto riguarda la stagione fredda, per evitare la
consi-stente riduzione degli apporti solari gratuiti per il riscaldamento deri-vante dall’utilizzo dei suddetti sistemi opachi di schermatura, si è deciso di adottare delle componenti di protezione più appropriata. Sono in-fatti state disposte delle tende semi oscuranti nella maggior parte delle stanza al fine sia di tutelare la privacy degli utenti sia di ridurre i feno-meni di abbagliamento senza modificare i flussi termici naturali.
Sono state quindi eseguite nuovamente le analisi riguardanti la luce diurna a partire dallo studio della Annual glare. In base a quanto rileva-to sono state disposte 3 diversi tipi di configurazione:
• Se non si era in presenza di abbagliamento, ov-vero avendo come valori limite i 1000 lux, tutte le
schermature erano disattivate;
• In presenza di un abbagliamento ridot-to, fra i 1000 e i 2500 lux venivano attivate le
schermature leggere, ovvero le tende;
• In presenza di un abbagliamento supe-riore ai 2500 lux venivano attivate in automa-tico le schermature opache più le tende dove non vi era alta schermatura presente.
Figura 39.
Fonte: oculistanizzo-la.it
Figura 81.
Fonte: miolitc.com
Figura 82.
Fonte: velux.com