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Ballada , Gloria

La serra bioclimatica : evoluzione, analisi energetica dinamica e applicazioni innovative.

Rel. Mario Grosso, Marco Simonetti. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile, 2014

Abstract:

L’attuale situazione ambientale riporta gravi danni causati dallo sfruttamento incontrollato delle risorse naturali da parte dell’uomo: i cambiamenti climatici e l’imminente esaurimento di molte materie prime ne solo la controprova. A ciò va sommato il rapido aumento della popolazione che, nell’agosto dello scorso anno, ha raggiunto la quota di 7 miliardi di persone.

Ai livelli di consumo attuali si può prevedere l’esaurimento del petrolio entro circa 40 anni, quello del gas naturale entro 65 anni e del carbone approssimativamente entro i prossimi 155. Questi dati, anche se variabili da innumerevoli fattori, possono comunque rendere l’idea sull’attualità del problema.

Il primo campanello d’allarme sul tema dell’emergenza ambientale è rappresentato dal rapporto sui “Limiti dello sviluppo” consegnato nel 1972 dal Progetto di Previsione di Roma al Technology’s Institute del Massachusetts, con il quale si metteva in evidenza la limitatezza delle risorse naturali. La crisi petrolifere dell’anno successivo ha contribuito ad attirare l’attenzione pubblica sul problema.

Da allora si tennero numerose commissioni e conferenze specializzate al fine di affrontare la questione energetica e trovarne rimedio. Importante gesto di interessamento comunitario sul tema ambientale è rappresentato dalla Conferenza mondiale di Rio de Janeiro del 1992, dalla quale nasce l’Agenzia 213 ovvero un piano d’azione per il XXI secolo sottoscritto da numerosi Paesi. Altro significativo incontro internazionale è costituito dalla Conferenza di Kyoto del 1997 durante la quale viene redatto l’omonimo protocollo, strumento di controllo e di gestione degli impegni comunitari, al fine di ridurre del 5,2% le emissioni di anidride carbonica entro il 2012. In ambito prettamente edilizio è importante ricordare il convegno mondiale “Habitat" tenuto ad Istanbul nel 1996. Del 2002 invece è il vertice mondiale sullo sviluppo sostenibile di Johannesburg.

Per quanto riguarda l’Unione Europea è da ricordare la direttiva 2002-91-CE sul rendimento energetico nell’edilizia, redatta al fine di garantire il raggiungimento degli obiettivi fissati attraverso il protocollo di Kyoto. La direttiva prevedeva l’adozione, da parte di tutti gli Stati membri, di procedure standardizzate per la certificazione energetica degli edifici.

L’attenzione mossa dall’Unione Europea per il controllo energetico degli edifici si traduce tra l’altro in nuove leggi sulla gestione dei rifiuti, sulla contabilizzazione dell’energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili e sull’isolamento delle nuove abitazioni.

Dal 1980 si inizia peraltro ad utilizzare il termine “sviluppo sostenibile” ma solo un decennio dopo viene inteso come “sviluppo capace di soddisfare i bisogni dei presente senza compromettere la capacità delle future generazioni di soddisfare i loro propri bisogni” acquisendo quell’importanza che tutti ora gli riconosciamo. Questo concetto, ora ripetuto in tutte le facoltà di architettura quasi come un mantra, riassume efficacemente gli obiettivi qualitativi, oltre che quantitativi da raggiungere nel prossimo futuro.

A tale proposito l’arch. Mazria sostiene da sempre come sia fondamentale e soprattutto principale il ruolo che l’architettura ricopre nello sviluppo dell’umanità: “è l’architettura, con i suoi edifici residenziali, commerciali e industriali, e con i suoi materiali di costruzione, che rappresenta quasi la metà di tutta l’energia utilizzata [..] ogni anno. E sono gli architetti che posseggono ia soluzione per abbassare H termostato globale’.

L’architetto è oggigiorno sempre più consapevole del grado di responsabilità che ricopre nell’ambito della sostenibilità sociale ed ambientale; si tratta di un impegno per il quale questa figura professionale non può più esimersi, soprattutto adesso che l’esigenza di un cambiamento è diventata così forte.

Cambiamento rivolto al consumo di energia primaria, soprattutto quella derivante da fonti fossili, e all’emissione di anidride carbonica. Per anni nelle discussioni sulla responsabilità civile dell’architettura si sono trattati differenti campi del vivere umano, tralasciando però l’aspetto energetico.

Incisivo, sul bilancio energetico di un edificio, risulta essere l’impiego di combustibile fossile per la fornitura di riscaldamento e di raffrescamento. Per ridurre i consumi si stanno studiando e realizzando sempre più soluzioni abitative fornite di sistemi perimetrali altamente coibentati, e di sistemi energetici alternativi al combustibile fossile. Questi ultimi hanno il compito di fornire “energia pulita” in grado di sostituire l’impiego di fonti non rinnovabili. La natura fornisce alternative dal potenziale energetico illimitato, alle quali è possibile, ed è utile, attingere purché adottando un approccio controllato e propositivo. Prima fra tutte il sole, che fornisce alla Terra ogni giorno un’elevatissima quantità di energia sotto forma di radiazione solare; anche la potenza dell’acqua e del vento sono possibili fonti di produzione di energia, oltre al possibile sfruttamento delle biomasse.

Relatori: Mario Grosso, Marco Simonetti
Soggetti: A Architettura > AD Bioarchitettura
A Architettura > AO Progettazione
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura per il progetto sostenibile
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3550
Capitoli:

Cap 1_ LA NASCITA DELLA SERRA, TRA INTUITO E CONSAPEVOLEZZA

[1.0] Premessa

[1.1] Serra come agrumeto: dal Cinquecento al Settecento

[1.2] Serra come progresso: l’era del ferro

I padiglioni espositivi

[1.3] Serra come sperimentazione: prima metà del XX secolo

La Wachsende Haus di Martin Wagner

Le cupole geodetiche di R. Buckminster Fuller

[1.4] Serra come risparmio: la crisi energetica degli anni ’70

Studi pionieristici in New Mexico

Prototipi di serre solari e “case autonome ” in Inghilterra

[1.5] Serra come soluzione bioclimatica: la situazione attuale

Cap 2_ CLASSIFICAZIONE DI SISTEMI A SPAZIO SOLARE

[2.0] Premessa

[2.1] L’effetto serra

[2.2] Classificazioni tipologiche

Classificazione tipologica in funzione dei sistemi di distribuzione del calore

Le masse di accumulo termico

Classificazione tipologica in funzione delle masse d’accumulo

[2.3] Regimi di funzionamento

Configurazione invernale diurna

Configurazione invernale notturna

Configurazione estiva diurna

Configurazione estiva notturna

[2.4] Relazione tra il volume della serra e l’edificio

Copertura opaca o trasparente

Pareti laterali incassate o sporgenti

[2.5] Ulteriori indicazioni progettuali

Il rapporto con il sole: orientamento e inclinazione dell’involucro vetrato

Valutazione delle ostruzioni: rapporto con il contesto

Consigli generali per il dimensionamento

Cap 3_ GLI ELEMENTI COSTITUTIVI DELLA SERRA BIOCLIMATICA

[3.0] Premessa

[3.1] Il vetro

Requisiti prestazionali dell’elemento vetrato

[3.2] Il telaio

Requisiti richiesti Considerazioni conclusive

[3.3] Le aperture: regolabilità, posizionamento e tipologie

[3.4] Le masse di accumulo termico

Caratteristiche fisiche e prestazionali

Il posizionamento dell’accumulatore termico

Principali sistemi di accumulo termico

[3.5] Sistemi di isolamento mobile, riflettori e schermature solari

Sistemi di isolamento mobili Riflettori solari

Sistemi di schermature solari

Cap 4_ METODI DI VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI ENERGETICHE

[4.0] Premessa

[4.1] Gli albori delle simulazioni termofisiche: Sundwellings Demonstration Center

[4.2] Moderni metodi di calcolo stazionario

[4.3] Simulazioni fluidodinamiche con EnergyPIus

Cap 5_ RICERCA E SVILUPPO

[5.0] Premessa

[5.1] Il progetto PRIME3

I partner

Gli obiettivi dei progetto

I sottosistemi

Modulo singolo

Modulo da 70mq e modulo aggregato

Variazioni di progetto

[5.2] Approfondimento: il caso studio della serra bioclimatica

Cap 6_ SIMULAZIONI DINAMICHE

[6.0] Premessa

[6.1] Dati climatici

Dati climatici Torino

Dati climatici Roma

Dati climatici Messina

[6.2] Analisi invernale Torino

Tipologia TO_senza serra

Tipologia TO_A

Tipologia TO_B

Tipologia TO_C

Tipologia TO_D

Tipologia TO_E

Tipologia TO_F

Classificazione

Valutazione economica

Considerazioni conclusive

[6.3] Analisi invernale Roma

Tipologia ROMA_senza serra

Tipologia ROMA_A

Tipologia ROMA_B

Tipologia ROMA_C

Classificazione

Valutazione economica

Considerazioni conclusive

[6.4] Analisi invernale Messina

Tipologia ME_senza serra

Tipologie ME_A, ME_B, ME_C

Classificazione

Valutazione economica

Considerazioni conclusive

CONCLUSIONI

BIBLIOGRAFIA

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LIBRI

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PERIODICI

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[EDIFICI ED ENERGIA]

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