14

Mag10

Senza categoria | news

La valutazione della radiazione solare in arrivo per una progettazione bioclimatica ed ecoefficiente.

Enviroment flux

Domenico D’Olimpio enviroment; 2001

Ai fini di progettare edifici ecoefficienti, in grado di utilizzare i flussi ambientali esterni, con particolare riferimento al soleggiamento ed alla ventilazione, per autodeterminare nei propri spazi interni delle condizioni ambientali che si discostino il meno possibile da ottimali condizioni di comfort ambientale, minimizzando la dipendenza dai sistemi impiantistici, risulta importante saper comprendere la dinamica solare e valutarne le caratteristiche. Ci risulta utile ai fini si conoscere, ad esempio, la quantità di radiazione solare che inciderà sulle facciate degli edifici di progetto, in grado di riscaldare l’involucro edilizio e di interagire direttamente con lo spazio abitato entrando in ambiente dalle aperture vetrate, dando quindi luogo ad un carico termico interno, utile in fase invernale, da limitare in fase estiva.
Il flusso energetico solare può essere qualificato come flusso radiativo per unità di superficie, ed espresso in W/mq oppure in cal/cmq/min o Kcal/mq/h.
Il quantitativo di radiazione solare extra-atmosferico si mantiene costante nell’arco dell’anno, subendo variazioni minime (dell’ordine del più o meno 3,3%) in funzione del variare della distanza Terra-Sole (mediamente pari a circa 150 milioni di chilometri), e può essere espresso attraverso il valore di 1353 W/mq, rappresentativo quindi dell’intensità energetica del flusso radiativo solare incidente su un’unità di superficie disposta perpendicolarmente ai raggi.
In quanto costante, tale valore energetico viene anche comunemente denominato come “costante solare”.
La radiazione solare globalmente incidente sulla superficie terrestre può essere, in funzione delle formulazione di un bilancio radiativo, suddivisa in tre componenti:

  • Radiazione solare diretta (Sdir)
  • Radiazione solare diffusa (Sdiff)
  • Radiazione solare riflessa (Srif)

La radiazione solare diretta (Sdir) fa riferimento a quella quantità di flusso radiativo che raggiunge direttamente una superficie dopo aver attraversato l’atmosfera e quindi dopo aver subito fenomeni di “diffusione” ad opera delle nubi, delle polveri atmosferiche e delle particelle di vapore acqueo, nonché fenomeni di assorbimento ad opera dei gas della ionosfera, dell’ozono, del vapore acqueo e dell’anidride carbonica. La diminuzione del potere calorifico da parte della radiazione solare diretta, che consegue a questa dinamica, è tanto maggiore quanto più è spesso lo strato atmosferico che i raggi solari attraversano e, quindi, tanto è maggiore la loro obliquità.

La radiazione solare diffusa è invece una componente radiativa relativa a quella quantità di radiazione solare che pur essendo “intercettata” negli strati atmosferici dalle particelle di vapore acqueo, dalle nubi, giunge ugualmente sulla superficie terrestre sotto forma di radiazione “diffusa” proveniente dal cielo. In condizioni normali, ossia in caso di cielo sereno, la radiazione diffusa dipende sostanzialmente dalla quantità di vapore acqueo presente nell’atmosfera e non supera il 14% della radiazione solare diretta, valore che alle medie latitudini, ed al livello del mare, si raggiunge di norma e con maggiore frequenza nel mese di luglio. I valori minimi di radiazione diffusa in condizioni di cielo sereno si hanno invece (sempre in riferimento alle latitudini medie, come quelle che caratterizzano ad esempio la fascia mediterranea) nei mesi di novembre, dicembre, gennaio e febbraio, durante i quali di norma, la quantità di radiazione diffusa è circa il 6% della radiazione diretta.
In presenza di foschia e nubi la radiazione diffusa aumenta, mentre quella diretta diminuisce, fino ad essere totalmente sostituita da quella diffusa nelle situazioni di cielo densamente ed uniformemente coperto da spesse coltri di nubi.

La radiazione solare riflessa assume invece due diversi aspetti a seconda che la si consideri in riferimento al bilancio radiativo sulla superficie terrestre o in relazione ad un contesto più specifico, come un agglomerato di edifici, un singolo manufatto edilizio o un corpo qualsivoglia.
In relazione al bilancio radiativo della superficie terrestre la quantità di energia radiativa riflessa provoca una detrazione di uno specifico quantitativo energetico sul bilancio, in quanto viene rinviata in ambiente una quota-parte della radiazione incidente in funzione delle caratteristiche di riflessione delle superfici di impatto.
In riferimento invece ad uno specifico contesto, come quello costituito ad esempio da un singolo organismo edilizio, la riflessione della radiazione solare ad opera del suolo, nell’immediato intorno ambientale dell’edificio, può indurre un incremento della quantità di energia solare che investe le superfici edilizie, in quanto alle quantità di radiazione diretta e diffusa che investono il manufatto edilizio considerato si va a sommare anche la quantità radiativa che viene riflessa dal suolo (e/o dagli elementi circostanti) verso lo stesso edificio.

Le caratteristiche di riflessione delle superfici variano in relazione agli specifici caratteri fisico-costitutivi del terreno (o delle superfici considerate) e sono valutate attraverso il cosiddetto valore (o coefficiente) di albedo, che esprime in termini di coefficiente o in percentuale, il rapporto tra la quantità di energia riflessa nello spazio da una superficie e l’energia totale incidente. Il valore di albedo è estremamente variabile in relazione alle diversità di costituzione fisica delle superfici. Ad esempio un suolo ricoperto da neve fresca ha un valore medio di albedo compreso tra 80 e 85%, mentre per un prato d’erba la percentuale può variare dal 3 al 35% circa.

Attualmente vi sono formule e software che consentono di valutare le tre componenti radiative che determinano la radiazione solare globalmente incidente, consentendo di orientarsi nelle scelte progettuali, da quelle relative all’organizzazione ed alla disposizione degli edifici a quelle più specifiche relative alle caratteristiche tipo-morfologiche e fisico-costitutive di edifici e spazi intermedi.

Riferimenti Bibliografici: “La Progettazione del Microclima Urbano”, Domenico D’Olimpio, Edizioni Kappa, Roma, 2008

Domenico D’Olimpio

0 Commenti

Invia un commento

nome

e-mail

commento

Tools