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Set08

Architettura bioclimatica

Sistemi a spazio solare (serra): possibili configurazioni e modalità di funzionamento.

I sistemi bioclimatici a “spazio solare”, ovvero i sistemi solari che prevedono specifici ambienti-serra per la produzione dell’energia termica destinata al riscaldamento ambientale (vedere anche articolo di aprile 2008 “Le serre abitabili come sistema bioclimatico di guadagno termico”), possono essere caratterizzati da differenti configurazioni e modalità di funzionamento in funzione delle modalità attuative relative alla fase di accumulo ed alle specifiche modalità di trasmissione del calore agli ambienti.

Tra le differenti possibili configurazioni del sistema le più comuni rispondono alle seguenti tipologie di sistema:

A – Serre addossate con accumulo in muro termico                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     B – Serre addossate con sistema tipo rock-bed wall
C – Serre addossate con sistema tipo rock-bed
D – Sistemi con parete divisoria trasparente

A – Serre addossate con accumulo in muro termico

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Fig. 1 Schematizzazione della configurazione e delle modalità di funzionamento di una serra addossata con accumulo in muro termico.

La specifica configurazione prevede una parete termica che divide lo spazio solare dagli ambienti interni dell’edificio, caratterizzata da un funzionamento molto simile a quello dei sistemi a muro solare.

In questo caso la quantità di calore trasmessa agli ambienti interni è condizionata in larga parte delle caratteristiche fisico-tecniche della parete termica (materiale costitutivo, caratteristiche dimensionali, ecc.).

Caratteristiche di funzionamento:

  • II calore si trasmette all’interno in funzione della trasmittanza del muro, assicurando il guadagno termico anche di notte tramite l’irraggiamento dell’energia termica accumulata.
  • Attraverso specifiche aperture di comunicazione con lo spazio interno (localizzate nella parte bassa e nella parte alta del muro) si può incrementare il guadagno termico favorendo un funzionamento analogo a quello del muro trombe.

B – Serre addossate con sistema tipo rock-bed wall

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Fig. 2 Schematizzazione della configurazione e delle modalità di funzionamento di una serra addossata con sistema rock-bed wall.

Il sistema è caratterizzato da una parete divisoria spazio solare-ambiente interno realizzata con un riempimento in ghiaia e/o pietrame sciolto.
Caratteristiche di funzionamento:

  • La trasmissione del calore all’interno della parete di accumulo avviene essenzialmente per convezione: l’aria calda presente nello spazio-serra viene veicolata all’interno della parete determinando il riscaldamento del materiale di accumulo in essa disposto.
  • Aperture realizzate in alto nella faccia interna della parete possono contribuire a conferire calore allo spazio interno tramite l’ingresso in ambiente di aria calda.

C – Serre addossate con sistema tipo rock-bed

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Fig. 3 Schematizzazione della configurazione e delle modalità di funzionamento di una serra addossata con sistema rock-bed.

Questa specifica configurazione è adatta per case isolate (ville unifamiliari, ecc.) caratterizzate dal punto di vista costruttivo dal solaio poggiato sul terreno. La caratteristica di questa configurazione del sistema consta in un letto di pietre disposto sotto il pavimento dell’ambiente da riscaldare.
Caratteristiche di funzionamento:

  • II letto di sassi riscaldandosi tramite l’aria calda proveniente dallo spazio solare, introdotta nell’intercapedine tra pavimento e letto di pietre tramite anche l’ausilio di ventole, trasmette energia termica al pavimento, il quale poi la irraggia verso l’ambiente interno.
  • Per un ottimale scambio termico masse di accumulo-spazio abitato è importante che la superficie di pavimento interessata all’attuazione dello scambio energetico sia ampia: pari al 75-100% dell’intera superficie del pavimento nei climi freddi ed al 50-75% nei climi temperati.

D – Sistemi con parete divisoria trasparente

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Fig. 4 Schematizzazione della configurazione e delle modalità di funzionamento di una serra addossata con parete divisoria trasparente.

La mancanza della massa termica lo rende utilizzabile per destinazioni funzionali degli ambienti che richiedono una immediata utilizzazione dell’energia solare disponibile. La mancanza della massa termica impedisce infatti la fase di accumulo termico.

Caratteristiche di funzionamento:

  • L’energia prodotta si trasmette, attraverso la trasmittanza del diaframma di separazione spazio solare / spazio abitato, in maniera rapida verso gli ambienti interni, senza alcun ritardo o sfasamento dell’onda termica.
  • Al cessare del contributo solare, durante il periodo serale e notturno, il sistema non è più in grado di fornire energia agli ambienti. Tali caratteristiche di funzionamento rendono adatta questa configurazione, ad esempio, per edifici per uffici, necessitanti di una utilizzazione del calore durante il periodo giornaliero di funzionamento, piuttosto che per edifici residenziali, in cui il rilascio termico serale e notturno è una fase di funzionamento desiderata.

Domenico D’Olimpio

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