Pino comune (Pinus Pinea)_altezza 18 metri_ ampiezza chioma 7 m

Studio preliminare dell'albero scelto

Il pino comune (Pinus Pinea) anche conosciuto come “pino da pinoli” o “pino ad ombrello” è un albero tipico dell’area mediterranea, qui forma vasti boschi litoranei (pinete) e diventa di fatto  un’essenza caratteristica della macchia mediterranea. L’habitat originario si trovava probabilmente in Spagna e Portogallo, ma ad oggi è una specie piantata e coltivata praticamente in tutta Europa anche in virtù dell’aspetto commerciale che offre (produzione di pinoli). In Italia per l’alto numero di esemplari (presente pressoché ovunque ad eccezione delle zone montuose) viene considerato da molti l’albero simbolo del nostro paese. Si tratta di un albero sempreverde caratterizzato da foglie aghiformi di circa 10-15 centimetri di lunghezza. Può raggiungere fino ai 25 metri di altezza, sebbene quella più comune si attesti attorno ai 12-20 metri ed è contraddistinto da una chioma "espansa" riconosciuta come "ad ombrello", caratteristica che lo denomina. L'aspetto probabilmente più interessante dal mio punto di vista è che si tratta di una specie non mutevole nell'arco delle stagioni, e che offre quindi le stesse prestazioni; di cui quella fondamentale è sicuramente l'ombreggiamento nelle stagioni più calde.

 

Foto di riferimento dell'albero modello scelto

Realizzazione dell’albero modello in Project Vasari, di cui riporto di seguito le fasi di realizzazione

Dalla barra degli strumenti ho aperto un nuovo foglio di lavoro new->family-mass; ho modificato prima di tutto le unità di misura dalla barra strumenti manage->project units impostando come unità fondamentale i metri per le lunghezze. Per comodità ho voluto realizzare come prima cosa i piani di lavoro su cui ho poi disegnato le figure base del volume finale (model->level) sono stati realizzati un totale di 5 livelli: un primo per il fusto ed i successivi per la chioma (ho voluto realizzare più livelli sperando di rendere il più possibile il modello vicino al reale). A questo punto ho provato a realizzare il modello, con non poche difficoltà. Inizialmente ho lavorato sul fusto, ho quindi disegnato sul primo livello con il comando model->circle la base del cilindro. Ho poi estruso il solido per 11 m con il comando create form->solid form. Successivamente con il comando edit profile->modify->radial dimension ho modificato la circonferenza superiore del cilindro generato in modo da rendere il fusto del mio albero rastremato verso l’alto. Ho iniziato quindi a modellare la chioma dell’albero impostando, con il comando set work plane, come piano di lavoro quello definito dall’altezza del tronco. Una volta disegnato il primo ellisse, più vicino alla sezione reale di un pino ad ombrello, ho continuato seguendo lo stesso procedimento per i livelli successivi. Infine selezionando contemporaneamente le figure piane disegnate ai differenti livelli con il comando create form->solid form queste sono state direttamente unite tra loro generando il volume richiesto.

 

Scatti delle fasi di elaborazione

Elaborazione del fusto

Elaborazione chioma

Risultato della modellazione

 

Ombreggiamento del modello

Ombreggiamento del modello in una giornata tipo estiva ore 9.00-18.00

Ombreggiamento del modello in una giornata tipo autunnale ore 9.00-18.00

Ombreggiamento del modello in una giornata tipo invernale ore 9.00-18.00

Ombreggiamento del modello in una giornata tipo primaverile ore 9.00-18.00

Dall'analisi dell'ombra prodotta si denota chiaramente una differenza di comportamento tra le diverse stagioni; questo tipo di studio diventa ancora più significativo se si pensa che il pino è un albero sempreverde: non variando le prestazioni prodotte la lunghezza dell'ombra generata diventa infatti un fattore di primaria importanza nel collocamento del modello in un contesto urbano.

• In estate l'ombra prodotta è molto corta: l'incidenza dei raggi solari infatti fa si che la zona ombreggiata sia molto vicina all'albero stesso, lasciando pensare che collocando il modello in un contesto urbano questo non diventi influente nell'ombreggiamento di una facciata vicina (che a seconda dell'esposizione dovrà quindi essere protetta in altro modo), ma che piuttosto generi delle zone fresche dove sostare nelle ore più calde.
• In inverno l'ombra prodotta è molto lunga: questo tipo di condizione fa ipotizzare un contatto con una facciata vicina producendo in condizioni reali, anche a seconda dell'altezza dell'albero e dell'edificio, una zona d'ombra sulla facciata stessa che impedirebbe di fatto un soleggiamento ed un conseguente irraggiamento che risulterebbe invece utile.
• In autunno ed in primavera l'ombra prodotta si trova in fase di transizione tra le due situazioni sopra esaminate: per capire meglio le prestazione offerte ed il rapporto tra l'albero e l'edificio risulterà quindi utile collocare il modello in un contesto urbano specifico.

Aggiornamento

Ho ragionato in un secondo momento sulla  realizzazione di un albero parametrico, prendendo come modello il pino comune già trattato. Una volta aperto un nuovo foglio Vasari (comandi new->familily->mass), impostato le unità di misure appropriate (manage->project units) e messo in evidenza il piano di lavoro cliccando su  set->show , ho realizzato la prima circonferenza (model->circle) sul piano selezionato. Cliccando dalla barra degli strumenti sul comando model->family tipes->add si apre la finestra parameter properties. Questa finestra è fondamentale perchè è proprio da qui che creeremo i presupposti per il modello parametrico. Innanzitutto ho scelto di creare dei paramteri di tipo, specifico cioè per un gruppo di esemplari; questo comporta che, una volta realizzato il modello e copiato più volte in un contesto urbano per vederne gli effetti, per esempio l’area di progetto, se modifichiamo un parametro di un solo esemplare automaticamente il valore di quel parametro sarà aggiornato per tutti gli esemplari appartenenti a quel tipo. 

Spostandoci nella vista prospettica ho disegnato due reference planes orizzontali (plane dalla barra degli strumenti), che mi servono per definire l’altezza del tronco e quella della chioma. Con il comando modify->aligned dimension->label ho quindi quotato le due altezze attribuendogli i paramietri di tipo precedentemente creati (h tronco e h chioma). 

A questo punto ho estruso, con il comando model-> create form->solid form, il cerchio realizzato inizialmente per realizzare il tronco dell’albero, facendo in modo che la faccia superiore del cilindro realizzato corrisponda al piano definito dal parametro h tronco. Inoltre ho ritenuto importante bloccare i parametri inseriti tramite il lucchetto che appare vicino ad essi, in quanto in caso di modifiche al modello, l’elmento disegnato seguirà automaticamente gli spostamenti del piano di riferimento. Partendo dal comando edit profile ho modificato la circonferenza superiore del cilindro generato in modo da rendere il fusto del mio albero rastremato verso l’alto. Una volta selezionata la circonferenza superiore le assegno con il comando aligned radial dimension una sua quota, minore rispetto alla circonferenza inferiore del cilindro ovviamente, associandole un parametro denominato r2 tronco.

A questo punto ho iniziato a lavorare sulla chioma. Impostando come piano di lavoro (set->work plane)  il piano che definisce l’altezza del tronco ho realizzato un primo cerchio. In questa seconda fase realizzativa ho cercato di migliorare l'aspetto del mio modello in modo da renderlo il più possibilie attinente al modello reale ed anche migliore rispetto a quello precedentemente creato: la chioma del pino è stata realizzata sovrapponendo cerchi, piuttosto che  ellissi. Anche in questo caso, esattamente come per il tronco ho impostato con il comando modify->aligned radial dimension una quota radiale r1 chioma. Ho quindi estruso la chioma (model-> create form->solid form) ed anche in questo caso ho modificato il profilo superiore della chioma attribuendogli un paramdetro diverso r2 chioma.

Ho modificato ulteriormente il volume della chioma inserendo delle sezioni intermedie, ho quindi impostato la visuale x-ray per vedere le linee di costruzione del modello. Una volta selezionata la massa, ho cliccato sul comando add profile dalla barra degli strumenti e con il comando reference plane ho attribuito al nuovo elemente l’altezza desiderata ; infine ho modificato il raggio della sezione intermedia creata attribuendogli il parametro r3 chioma.

Aspetto finale del modello parametrico realizzato

 

Aggiornamento 1

In questo secondo aggiornamento al post ho lavorato sui parametri di crescita; essendo infatti il pino un albero sempreverde risulterebbe poco significativo analizzare il modello con riferimento alle condizioni stagionali. Seguendo il procedimento mostrato ed esplicato in precedenza ho creato nuovi parametri di tipo  denominandoli con l’anno di crescita di riferimento, andando a variare le caratteristiche proprie dell’albero proporzionalmente  agli anni.

Per questo studio è risultato fondamentale l’uso del comando modify->align, in quanto questo vincola la figura piana disegnata al piano orizzontale di riferimento (nel mio caso definiti dal parametro h tronco e h chioma). E' importante sottolinearlo poiché in questo modo l’altezza del tronco e della chioma, nonchè le dimensioni delle sezioni, seguiranno gli spostamenti dei piani assegnati.

Il primo passo è quello di creare differenti tipi di famiglia. Seguendo il procedimento model->family types->new ho denominato:

• il primo tipo ANNO 1, con riferimento al primo anno di crescita dell’albero
• il secondo ANNO 2, con riferimento al secondo anno di crescita
• il terzo ANNO 3, con riferimento al terzo anno di crescita; a cui ho attribuito il modello di pino parametrico generato

Ho modificato successivamente in base alle tre famiglie la dimensione della chioma, del tronco e delle sezioni che le caratterizzano.

Crescita 1°anno

Crescita 2°anno

Crescita 3°anno

Confronto delle fasi evolutive

Aggiornamento 2

In questo terzo aggiornamento ho ragionato sul rapporto tra l'albero e le facciate dell'edificio nel contesto dell'area di progetto, ponendo l'attenzione sull'ombra prodotta e sugli effetti provocati sull'edificio stesso e sulla piazza interna. In una prima fase ho inserito il modello di pino comune da me realizzato e successivamente ho inserito altri modelli;  nello specifico altre due tipologie di Pino comune, Pioppo e Robinia Pseudoacacia. Ho inserito tramite il comando Load into project la family mass dell’albero di riferimento e posizionato volta per volta le essenze nel file .rvt  dell’area modellata. Le alberature inserite mostrano caratteristiche differenti tra loro, questo per avere un quadro generale delle prestazioni di differenti essenze e poter definire quella più adatta al contesto in cui si inserisce.

Pino ad ombrello 

Il pino comune è un albero ampiamente utilizzato  in città : basta pensare ai filari alberali stradali  come per esempio sulla  Cristoforo Colombo e alle grandi piazze; le sue caratteristiche permettono infatti di godere di ampi spazi ombreggiati, particolarmente utili per le giornate estive. Risulta quindi abbastanza interessante capire come questo tipo di alberatura si colloca all’interno dell’area di progetto.  A causa della configurazione progettuale, che vede l’allineamento del volume su via Tuscolana e dell’ampiezza delle chiome dei pini, ho inserito i modelli appartenenti a questa tipologia esclusivamente all’interno della piazza rivolta a nord-est. Ho quindi impostato l'analisi dell'ombreggiamento con il comando Sun settings per una giornata tipo estiva (prestazioni dell’intera giornata) ed invernale (prestazioni  tra le 11 e le 14 riferite cioè al momento in cui area è maggiormente soleggiata, poiché come più volte è emerso da analisi precedenti l’area resta sostanzialmente ombreggiata per tutto l’arco della giornata). Trattandosi di un albero sempreverde, fortemente slanciato con tronco sottile e chioma folta mantiene le stesse prestazioni per tutto l’anno, consentendo quindi sempre di avere a disposizione ampie aree ombreggiate. Se questo da una parte è un aspetto favorevole per la stagione estiva può invece non essere particolarmente efficiente in inverno. Si potrebbe infatti verificare un eccessivo ombreggiamento delle facciate e degli spazi aperti in cui si colloca, impedendo così un irraggiamento necessario per rendere gli ambienti conforte

Pino ad ombrello alto 18 m, con chioma per un'ampiezza pari a 8 m

 

Ombreggiamento fronte nord-est per una giornata tipo estiva (sono analizzate in sequenza decrescente le prestazioni dell'albero nelle fasi della crescita)

Ombreggiamento fronte nord-est per una giornata tipo invernale (sono analizzate in sequenza decrescente le prestazioni dell'albero nelle fasi della crescita)

Rispetto alla prima analisi condotta e quindi in merito al pino da me modellato, alto 18 m con chioma di 8 metri di ampiezza,  si nota l’efficiente ombreggiamento  estivo della piazza , sebbene non ottimale delle facciate che risultano comunque soleggiate e per cui probabilmente si dovrebbe provare ad inserire un'alberatura di altezza maggiore e valutarne l'efficienza. L’ombra prodotta è corta e raggiunge solo parzialmente le facciate dell’edificio ed esclusivamente nella parte bassa.  In inverno dove le ombre prodotte sono di lunghezza maggiore, tanto da raggiungere l’asse ferroviario adiacente,  queste diventano influenti rispetto alla facciata est dell’edificio. E’ evidente però, e questo è ben visibile delle istantanee successive in cui ho riportato le prestazioni del pino con riferimento alla crescita, come sia la stessa area ad essere fortemente ombreggiata in inverno  a causa degli edifici adiacenti, che superano il volume in alzato. Il particolare cerchiato fa riferimento proprio a questa condizione per cui appare che l’influenza dell’alberatura non sia predominante in termini di ombreggiamento.

Pino ad ombrello alto 20 m, con chioma per un'ampiezza pari a 12 m

Ombreggiamento fronte nord-est rispettivamente per una giornata tipo estiva ed invernale

Questo secondo esempio di pino ad ombrello è caratterizzato da un fusto molto snello  che si contrappone ad una chioma molto folta. In estate si nota  come la presenza di aree ombreggiate sia maggiore rispetto all’analisi precedente; si tratta di una conseguenza dovuta alla dimensione della chioma ampia ben 12 m. Nonostante l’albero sia più alto rispetto al modello precedente le prestazioni di ombreggiamento sulle facciate non variano di molto; inizialmente mi aspettavo infatti di ottenere un risultato migliore inserendo nell’area una tipologia di alberatura maggiormente sviluppata in altezza.  La facciata est sembra essere quella che maggiormente usufruisce dei benefici dell’alberatura, in quanto qui l’ombra incide parzialmente . Si tratta di un risultato mediamente positivo considerando che l’intento progettuale è quello di rendere la parte inferiore di quel volume (precisamente i primi due piani sviluppati per 7 m di altezza) vetrato evidenziando la presenza delle attività commerciali; tale ipotesi si contrappone al resto dell’alzato che sarà caratterizzato da un altro tipo di materiale e da semplici bucature. In inverno si evidenziano i limiti di questa tipologia, e più in generale del pino come essenza inserita in questo contesto. Tale limite è costituito dall’ingombro dell’alberatura stessa, che rischia di diventare un’entità invasiva. Le considerazione effettuate in merito all’efficienza di questa tipologia nella stagione invernale si ripetono, in quanto l’area risulta completamente in ombra per la presenza di edifici molto più alti nell’intorno; allo stesso tempo la mancanza di soleggiamento è accentuato proprio della maestosità della chioma, che non permette di fatto ai raggi solari di filtrare.

Pino ad ombrello alto 12 m, con chioma per un'ampiezza pari a 3 m

Ombreggiamento fronte nord-est rispettivamente per una giornata tipo estiva ed invernale

In questo caso le alberature sono state disposte sull’area in modo diverso rispetto alle analisi precedenti: la conformazione della chioma, di ampiezza minore rispetto ai modelli precedentemente proposti, ha infatti permesso di inserire un numero maggiore di esemplari. Per questo in estate l’ombra prodotta sulle facciate e nella piazza risulta maggiore e concentrata rispetto alle analisi precedenti, dove le ombre prodotte risultavano quasi a se. In inverno l’altezza minore del modello rispetto a quelli precedentemente proposti fa si che la chioma non entri in contatto diretto con le facciate, sebbene la condizione di scarso soleggiamento dell’area persista.

Nel complesso la scelta del pino come alberatura ipotetica da inserire nel progetto non convince pienamente. Le prestazioni estive infatti seppur buone, non incidono in maniera evidente sull’ombreggiamento delle facciate, e quelle invernali sono decisamente limitate. Risulterebbe probabilmente una soluzione migliore quella di inserire degli alberi caducifoglia, in quanto creerebbero ombre meno consistenti in inverno , in quanto limitate esclusivamente al fusto.  Inoltre come già sottolineato  le grandi dimensioni di questo tipo di alberatura potrebbero risultare invasive rispetto agli edifici presenti.

L’analisi successiva quindi ha preso in esame , sulla base di queste considerazioni, una tipologia di alberatura completamente differente: il Pioppo.

Pioppo alto 12 m, con chioma per un'ampiezza pari a 1 m

Il pioppo è un albero caducifoglia, appartenente alla  famiglia Salicaceae, tipico  dell’emisfero boreale; particolarmente nota come specie interessata da arboricoltura (praticata anche in Italia). Il suo legno viene infatti impiegato per gli usi più disparati quali fabbricazione di fogli e pannelli di compensato, carta ecc.. E’ allo stesso tempo apprezzato per motivi ornamentali ed infatti si ritrova spesso nei parchi , nei giardini e per decorare i viali delle città. E’ caratterizzato da una forma molto snella ed allungata delineata dalla chioma, la cui altezza varia tra i 15 e 20 metri, con fusti che arrivano ai 2 m di diametro.

Ombreggiamento di una giornata tipo estiva rispettivamente fronte sud-ovest e nord-est

Ombreggiamento di una giornata tipo invernale rispettivamente fronte sud-ovest e nord-est

Date le sue caratteristiche dimensionali ho potuto inserire il modello non solo all’interno della piazza, ma anche sul fronte di via Tuscolana, al fine di verificare la sua efficacia in termini di ombreggiamento.  In relazione ad una giornata tipo estiva è emerso che la presenza dell'alberatura è totalmente ininfluente ai fini dell’ombreggiamento (piuttosto potrebbe risultare valida per fini ornamentali del nuovo fronte stradale) della facciata sud già ampiamente in ombra a causa dell’altezza degli edifici circostanti.  All’interno del lotto ho collocato invece il maggior numero di esemplari nei pressi delle facciate notando che il comfort prodotto da un grande spazio aperto ombreggiato viene meno; le ombre prodotte infatti sono decisamente esili; d’altra parte però esse si proiettano in maniera decisa sulla parte più bassa delle facciate interne, andando di fatto a proteggere quella zona vetrata già citata di pertinenza commerciale.  Per  l’analisi della stagione invernale  ho dovuto creare nuovi parametri di tipo che si differenziassero per stagione: l’operazione fondamentale è stata quella di non rendere visibile la chioma, in quanto si parla di un albero a foglie caduche. L’assenza della chioma comporta due situazioni completamente differenti tra loro: sul fronte interno , come verificato nelle analisi precedenti,  l’area è totalmente in ombra; anche in questo caso quindi la presenza di una schermatura verde non risulta influente, sul fronte sud invece il modello assume un valore molto importante in  quanto non limita l’apporto di calore naturale all’edificio, lasciando penetrare una quantità minima di raggi solari le 11.00 e le 15.00.

Robinia pseudoacacia alto 6 m, con chioma per un'ampiezza pari a 5m

Ombreggiamento di una giornata tipo estiva fronte nord-est

Infine ho deciso di provare a collocare nell’area di progetto anche un’essenza completamente differente da quelle analizzate fin’ora, in quanto  notevolmente più bassa. L’interesse è stato suscitato per lo più con riferimento alla stagione estiva , nel voler sottolineare come un’essenza di questo tipo non sia adatta ad un contesto come questo ed in particolare a questo tipo di progetto. La piazza interna che si genera infatti per essere vissuta necessita di ampie zone d’ombra per la stagione estiva, caratteristica che la Robinia Pseudoacacia non è in grado di fornire nonostante una tipologia di chioma molto folta e di forma sferica, in quanto non supera i 6 metri di altezza.  Come mostra l' istantanea di una giornata tipo estiva le ombre prodotte creano delle piccole zone d’ombra esclusivamente nei pressi dell’alberatura stessa, non consentendo ne di creare degli spazi aperti ben ombreggiati, ne una buona schermatura per le facciate interne dell’edificio. Tale tipo di essenza infatti potrebbe a mio modo di vedere essere adatta a piccoli giardini, anche in città in quanto è un albero molto resistente all’inquinamento, ma non è sicuramente adatta ad un contesto così ampio in cui sono richieste prestazioni maggiori.