3_ES - 4_ES - Livio Spada & Barbara Vecchione - Lab6C - Corte chiusa/Corte aperta - Versione ottimizzata con alberature

Buonasera a tutti.

Prima di cominciare le analisi tecniche, cominciamo geolocalizzando i due lotti di progetto.

Ci troviamo a Terni, in un'area adiacente al Villaggio Matteotti progettato da Giancarlo de Carlo, delimitata da piccole abitazioni che vanno a costituirsi come un borgo.

Dalla immagine in questa scala non si può vedere, ma ci troviamo in una valle, dietro la cascata delle Marmore, e proprio per questo non è stato facile andare a selezionare la giusta weather station, visto che sono posizionate quasi tutte ad una quota superiore rispetto a quella del nostro lotto. Quindi ne abbiamo scelta una che nonostante non sia la più vicina, si trova nella valle e non sulle colline. 

Il lotto rosso è destinato ad un' edificio a corte, e la progettazione di una piazza, mentre il lotto blu, sarà caratterizzato dalla costruzione di una tipologia edilizia lineare. Piuttosto che fare una analisi molto generica delle due possibili ipotesi di progetto, ci vogliamo soffermare sul lotto Rosso, andando ad analizzare nel dettaglio quali possono essere i vantaggi e gli svantaggi di un edificio a corte "aperta" o "chiusa", anche rispetto all'influenza che possa avere sulla piazza ed il rapporto con il contesto.

Abbiamo deciso di analizzare prima le due ipotesi, e poi finire con un confronto delle stesse.

IPOTESI 1 - CORTE CHIUSA

Dopo aver modellato gli edifici del contesto che abbiamo reputato necessari per le analisi, su una family a parte abbiamo modellato il nostro edificio con corte chiusa trapezoidale, diviso in quattro piani da 3 metri.

La piazza dovrebbe essere collocata sul terreno in basso a sinistra (quello marrone) rispetto all'edificio preso in analisi (quello cerchiato di rosso).

Per studiare i parametri degli edifici, e quindi delle superfici abitabili, utilizzo il comando “Schedules” in “Manage”. Scelgo i dati da inserire in tabella: utilizzo “Family” per identificare gli edifici (i nomi visualizzati sono i nomi delle masse precedentemente cambiati in Project Browser). Inserisco poi Gross Floor Area, Gross Surface Area, Gross Volume. In seguito aggiungo altri dati da calcolare attraverso una Formula: attraverso “Calculated Area” scelgo di calcolare il Numero di Alloggi e il rapporto V/S. Per il Numero di Alloggi imposto come formula “Gross Floor Area/50 mq” (dimensioni di un alloggio medio). Per il rapporto V/S imposto la formula “Gross Volume/Gross Surface Area”.

VISTA NORD- OVEST, ANALISI DELLE OMBRE

VISTA SUD-EST, ANALISI DELLE OMBRE

VISTA NORD- OVEST, ANALISI DELLA RADIAZIONE SOLARE

VISTA SUD-EST, ANALISI DELLA RADIAZIONE SOLARE

Dall'analisi della radiazione solare di questa soluzione, possiamo notare che nonostante l'altezza dell'edificio, le ombre non vadano a coprire le superfici degli altri caseggiati presenti nel contesto, ma questo è dovuto al rispetto di una buona distanza da essi, che infatti sarà presente anche nell'altra soluzione. Per quanto riguarda invece l'ombreggiamento che risulta sul complesso stesso, visto l'orientamento che non pone una facciata mai direttamente a nord, non ci sono superfici totalmente oscurate, e non essendoci di conseguenza facciate esposte totalmente a sud, su nessuna batterà il sole per tutto l'arco della giornata.

Fin qui tutto ok, ma da queste analisi ne scaturisce come la corte che si viene a creare con questa geometria, non sia un ambiente particolarmente interessante da un punto di vista dell'illuminazione e del soleggiamento: d'estate si creerebbe un accumulo di calore, mentre invece d'inverno risulta sempre ombreggiata, ne consegue una difficoltà della crescita di essenze vegetali e l'invivibilità di questo spazio che risulterebbe freddo ed umido.

Questo assetto geometrico sarebbe possibile se la corte fosse più vasta, in modo che d'inverno possa essere irradiata maggiormente. Per la risoluzione dei problemi che invece si vengono a creare d'estate, si potrebbe progettare uno spazio verde che eviterebbe la formazione dell'isola di calore, e sotto la quale le persone si possano andare a riparare.

IPOTESI 2 - CORTE APERTA

Anche per la seconda ipotesi viene fatta un analisi, utilizzando gli stessi criteri utilizzati per la prima ipotesi. La differenza è che nella prima ipotesi abbiamo da analizzare un solo edificio, in quanto si tratta di un edificio a corte chiusa. Nel secondo caso invece analizziamo due edifici, essendo un edificio a corte aperta: analizziamo quindi il Blocco situato a Nord Est e il blocco orientato a Sud Ovest.

Per questa soluzione, abbiamo creato due masse, appartenenti a due diverse “Family”, per vedere se questa soluzione alternativa potesse essere più o meno vantaggiosa rispetto alla prima. Inizialmente pensavamo, che l'aumento delle superfici potesse andare a discapito delle performance energetiche dell'edificio, ed invece...

VISTA NORD-OVEST, ANALISI DELLE OMBRE

VISTA SUD-EST, ANALISI DELLE OMBRE

VISTA NORD-OVEST, ANALISI DELLA RADIAZIONE SOLARE

VISTA SUD-EST, ANALISI DELLA RADIAZIONE SOLARE

Le ombre che si vengono a creare d'inverno, che si presentavano problematiche  nella prima ipotesi , con l'espediente dell'apertura della corte, non creano più l'autombreggiamento di tutta la corte e delle superfici verticali che le sono attorno. Per ovviare ancora di più a questo problema che potrebbe presentarsi dopo alcuni orari non rilevati nelle analisi qui sopra, si possono distanziare ancora di più i  due blocchi.

Dalle analisi abbiamo rilevato che le superfici verticali di tutte e due le ipotesi di edificio, orientato come quelli di Giancarlo de Carlo, non presentano delle problematiche di illuminazione e di radiazione, anche se quelle poste a sud-est e a sud-ovest dovrebbero avere delle schermature di alberature dalle folti chiome efficaci d'estate e che favoriscano l'esposizione alla radiazione solare d'inverno con la caduta delle foglie. D'inverno tutte le facciate godono di una buona esposizione al sole, a parte quelle che danno sulla corte del blocco, quindi bisognerà fare in modo che i singoli appartamenti abbiano un doppio affaccio, in modo da omogenizzare la temperatura interna.

Nel periodo estivo le facciate sono totalmente esposte alla radiazione solare, che dovremo per forza schermare, dopo vedremo come.

Con questa disposizione degli edifici, la corte che si viene a creare risulta molto più vivibile, sia da un punto di vista termico, sia da quello dell'illuminazione: infatti il taglio conseguente al distanziamento dei blocchi, permette di aprire la corte alla luce ed al sole nel periodo invernale, risolvendo i possibili problemi di umidità che abbiamo rilevato nella prima ipotesi. Dalle analisi termiche, ne risulta inoltre che anche d'estate si vengono a creare all'interno di questo ambiente delle aree fresche dove si può sostare nel benessere. Ma per ottimizzare e aumentare questi spazi vivibili, c'è bisogno di una vegetazione che ripari dall'eccessiva esposizione al sole estivo anche in altre zone della corte.

CONCLUSIONI SUL CONFRONTO

Dal confronto delle analisi delle due soluzioni, ne ricaviamo che la scelta migliore è quella della corte aperta. Anch'essa presenta delle problematiche, ma che riteniamo risolvibili con un attento inserimento della vegetazione, senza andare ad agire sulla geometria stessa dell'edificio, come si dovrebbe andare ad intervenire su quello della prima ipotesi. 

A seguire andremo ad analizzare come ottimizzare e migliorare il secondo progetto attraverso delle nuove analisi e delle piccole accortezze, che si riveleranno molto utili dal punto di vista del risparmio energetico.

OTTIMIZZAZIONE DELLA SECONDA IPOTESI

STUDIO E SCELTA DELLE ESSENZE ERBOREE 

Per cominciare lo studio delle possibili alberature da inserire nel progetto, abbiamo delineato le necessità che dovessero soddisfare le alberature di cui avevamo bisogno e si sono disegnati questi 3 profili:

-(1)Albero sempreverde di dimensioni medio-grandi con foglie non caduche (per la schermatura dal vento e per dei possibili filari alberati);

-(2)Albero di dimensioni medio-grandi con foglie caduche (per la schermatura  dalla radiazione solare nei periodi in cui sono presenti le foglie, da inserire sui fronti SUD-EST e SUD-OVEST);

-(3)Albero di dimensioni medio-piccole con foglie caduche (da inserire all'interno della corte per creare dei posti ombreggiati e freschi nei mesi estivi).

Al che siamo andati a vedere le alberature presenti nel comune di Terni e vicino all'area di progetto:

Roverella

Tiglio

Leccio (Quercus Ilex) (1)

Tasso

Platano

Pino domestico

Acer Pseudoplatanus (2)

Olmo

Jubea Chilensis

Bagolaro
Cedro del libano

Cedro Himalaya

Cercis Siliquastrum (3)

Abbiamo scelto questi tre alberi, poichè soddisfano al meglio le nostre esigenze e presentano molte caratteristiche che vanno a combinarsi bene con le scelte progettuali.

Siamo stati attenti a scegliere tre alberature che presentassero colori e fioriture diverse, in modo che oltre ad essere funzionali, possano risultare esteticamenti gradevoli. Inoltre le tre alberature in questione sono prive di pollini, dettaglio che abbiamo scoperto essere molto importante per la definizione di un'area che non crea disturbi alla popolazione, denominata "Allergic pollen free zone".

Le essenze scelte presentano delle buone perfomance anche rispetto ai seguenti parametri:

Quercus Ilex

Abbiamo scelto questo albero proprio per la sua rubestezza e resistenza al vento, per il quale è proprio classificato come una essenza alborea frangivento, che andrà a schermare all'azione dell'aria, che nei periodi invernali va ad aumentare il raffreddamento delle superfici. L'idea ci è venuta dallo studio dei fattori climatici che determinano il confort termico delle costruzioni, proposto dal BPA. Con lo stesso processo infatti siamo andati poi a fare una analisi dettagliata, proposta successivamente nel post, per determinare dove andare a inserire quest'albero, proprio lì dove l'azione del vento sarà maggiore.

Questo albero presenta le seguenti caratteristiche :

• Altezza 20 m

• Larghezza 15 m

• No Caducifoglia

Acer Pseudoplatanus

Questo albero, dalla folta chioma d'estate, è perfetto per andare a creare una schermatura delle superfici più soggette alla radiazione solare nei periodi più critici. In inverno ed autunno, quando il clima sarà più basso, le foglie cadranno e permetteranno alla radiazione solare di scaldare le pareti degli edifici. Per questa ragione gli alberi sono stati collocati sui versanti SUD-EST e SUD-OVEST, che nelle analisi termiche, precedentemente effettuate,  registravano le problematiche maggiori.

Questo albero presenta le seguenti caratteristiche :

• Altezza 25 m

• Larghezza 18 m

• Caducifoglia

Cercis Siliquastrum

ANALISI DEL VENTO

Dopo aver effettuato lo studio e l'analisi della vegetazione, ci siamo chiesti come gli alberi possono aiutare il progetto. Nella scelta quindi di dove posizionare la vegetazione entrano in gioco diversi fattori: l'orientamento, l'esposizione e il vento.

Si sceglie quindi di condurre un'analisi del vento, per determinare quale è il fronte più esposto.

In Vasari si ha la possibilità di avere una rosa dei venti dell'area di progetto (Via Irma Bandiera, Terni).

La velocità e la direzione del vento cambiano durante i giorni e gli anni: anche se non è così facile da prevedere come il percorso solare, possiamo studiare l'andamento del vento grazie alla rosa dei venti: in Vasari possiamo avere un diagramma dei venti riguardante la zona di progetto e in più abbiamo la possibilità di sovrapporre il diagramma dei venti nel nostro progetto.

Risulta importante capire da dove proviene il vento e la sua velocità, in modo da poterlo eventualmente schermare con degli alberi per far si che non danneggi le strutture.

Il modo più comune di studiare i dati del vento è avere un diagramma della “rosa dei venti”, la quale si può misurare in “velocità di distribuzione” o in “frequenza di distribuzione”.

Una rosa dei venti che misura la velocità del vento (come quella riportata) mostra la frequenza e la velocità del vento proveniente da ogni direzione. Mentre ci si sposta verso l'esterno sulla scala radiale, la frequenza associata al vento proveniente da quella direzione aumenta. Ogni raggio è diviso per colore a seconda della velocità del vento. La lunghezza radiale di ciascun raggio intorno al cerchio è la percentuale di tempo in cui il vento soffia da quella direzione.

Sovrapponendo la rosa dei venti nel nostro progetto abbiamo la possibilità di vedere direttamente quali sono le facciate più esposte al vento e quali meno, e siamo così in grado di scegliere le eventuali schermature e scelte progettuali da adottare.

Nel nostro caso il vento più frequente è quello proveniente da ENE e da NE, dove in ENE la velocità del vento più frequente è tra 2/3 e 3/4 m/s, ma che presenta anche dei pecchi superiori ai 7 m/s.

NUOVO PROGETTO 

DISPOSIZIONE PLANIMETRICA DELLE ALBERATURE

Quercus Ilex

Acer Pseudoplatanus

Cercis Siliquastrum

VISTE PROSPETTICHE DEL PROGETTO OTTIMIZZATO CON OMBRE (21 giugno ore 16:00)

Dalla analisi dell'ombreggiamento nel solstizio d'estate possiamo vedere che gli alberi inseriti schermano il progetto nel modo che volevamo e ci aspettavamo.

Riferimenti:

http://www.noallergy.it/download/5.Dott.Piersantelli.pdf

http://www.architetturaecosostenibile.it/architettura/criteri-progettuali/ruolo-alberi-citta-sostenibili-252.html

http://www.architetturaecosostenibile.it/architettura/criteri-progettuali/effetti-benefici-piante-alberi-edifici.html

http://www.architetturaecosostenibile.it/architettura/criteri-progettuali/alberi-foglia-caduca-progettazione-architettonica-sostenibile.html

http://www.lintver.it/natura-flora-piantecad.html