Esercitazione05_Autodesk Vasari: Analisi Energetica di un Hotel a Torre nel quartiere San Paolo a Roma

In questa ultima consegna useremo il Software Autodesk Vasari (ancora in versione Beta) per analizzare la performance energetica del nostro Hotel Prefabbricato. 

 

COORDINATE GEOGRAFICHE

Latitidune:  41° 51’ 17’’ Nord       

Longitudine:  12° 28’ 54’’ Est

Altitudine: 15 m s.l.m.

Stazione metereologica: 160240 (Ciampino)

Terreno: limo-argilloso

 

Il progetto si insedia sulla attuale area in dismissione della sede ATAC, in Via Alessandro Imperatore, quartiere San Paolo. E‘ influenzata urbanisticamente dalla prossimità con l’asse viario della via Cristoforo Colombo e della via Ostiense.

 

 

Dopo questa premessa passiamo alla modellazione del nostro edificio. Apriamo Vasari e clicchiamo sulla Tab Analyse e successivamente su Location per scegliere la posizione dell'edificio (Roma) e dela stazione meteo più vicina, in questo caso Ciampino.

Clicchiamo poi su Import Image e scegliamo l'immagine del sito in cui sorgerà il nostro edificio.

 

 

Creiamo ora le semplici masse che andranno a comporre l'hotel: Il basamento, le due torri e il corpo vetrato che le unisce. Moltiplichiamo ora i livelli (dobbiamo arrivare a 20) e diamo ad ognuno l'altezza corretta. I primi due piani sono alti 4m, mentre dal terzo al ventesimo 3,1m. Ora possiamo cliccare su Mass Floors e, selezionando tutti i livelli, creare dei solai concettuali.

 

 

Andiamo ora a creare le masse dei palazzi circostanti il nostro edificio che ci saranno utili per l'analisi del soleggiamento, posizionandoli correttamente grazie all'aiuto dell'immagine appena importata.

 

 

Adesso dobbiamo creare le aperture vetrate che andranno a incidere sulla performance energetica dell'edificio.

Innanzitutto clicchiamo su Enable Energy model per visualizzare i vari tipi di superfici del modello.

Cliccando su Energy Settings è possibile impostare una percentuale di superficie vetrata generica. In questo modo ogni facciata avrà indiscriminatamente la stessa quantità di vetro. Poichè ciò è assolutamente contrario alle strategie progettuali che mirano allo sviluppo di un edificio con buone capacità di risparmio energetico, dobbiamo trattare ogni facciata in maniera diversa.

 

 

Inizialmente per essere davvero accurati, tramite il comando split face disegniamo ogni singola finestra dell'edificio. Tuttavia in questo modo per qualche ragione ignota il software non è in grado di svolgere l'analisi, forse a causa di una complessità troppo alta del modello.

 

 

Quindi scegliamo un'altra strada: selezioniamo tutte le superfici che hanno una percentuale di vetro simile e dalla finestra delle proprietà clicchiamo a destra di Values e scegliamo By Surface e sotto, su Target Percentage Glazing assegniamo il valore. Per le torri assegniamo alle facciate nord e sud (le uniche vetrate) un valore del 50%, per il corpo vetrato e le facciate vetrate del basamento  95%, il valore massimo.

Sempre in Proprietà a Target Sill Height assegniamo un valore di 500mm, così da avere la vetrata centrata ad ogni piano.

 

 

Ora il nostro edificio è pronto per essere analizzato:

 

 

Andiamo ora a impostare le Energy Settings. Dopo aver assegnato ad ogni caratteristica il valore adatto, clicchiamo su Conceptual Constructions e per tutte le superfici dell'edificio optiamo per una costruzione senza isolamento.

 

 

Facciamo partire ora l'analisi cliccando Run Energy Simulation. Il software impiega poco più di un minuto a completare l'analisi.

Optiamo ora per una costruzione che preveda un isolamento tipico per il clima mediterraneo e compiamo un'altra analisi per vedere quanto incida un involucro isolato termicamente.

A questo punto clicchiamo su Results & Compare per osservare i Risultati scaricabili come PDF sul nostro computer. Riportiamo qui le prime pagine relative solo ai costi e alle quantità di energia in quanto è la parte che ci interessa. 

 

 

Come ci aspettavamo, il consumo di energia nel secondo caso è molto minore, 1/4 in meno prendendo come riferimento il valore di EUI (Energy Use Intensity). Inoltre per quanto riguarda l'inquinamento addirittira il valore si dimezza: da quasi 1000 tonnellate annue di CO₂ emesse nel primo caso, nel secondo si arriva a poco più di 500. Da questi pochi dati possiamo capire l'importanza dell'isolamento dell' involucro di un edificio.

Andiamo ora a svolgere l'analisi ambientale e dell'illuminazione naturale.

 

ANALISI AMBIENTALE

L’area per un raggio di circa 20m si presenta sostanzialmente libera da ostacoli alla radiazione solare e all’azione del vento se si esclude la presenza della Parrocchia Santa Maria Regina degli Apostoli che pur avendo una notevole elevazione è a distanza tale da non influire sull’area.

 

ESPOSIZIONE DELL’EDIFICIO

Il progetto si sviluppa in verticale (volume della torre) raggiungendo un altezza massima di 66m.  Allo stesso tempo però occupa gran parte del lotto a meno 4m rispetto al livello stradale per un piano solo (volume basamentale).

Il volume della torre è orientato approssimativamente con le facciate maggiori rivolte a NORD e a SUD.

Le planimetrie e assonometrie seguenti mettono in evidenza oltre all’orientamento dell’edificio, anche le ombre portate e proprie.

 

ANALISI DELLA RADIAZIONE SOLARE in  Kwh/m2

VOLUME TORRE (torre A + torre B + volume vetrato) :

20.139 m3  + 14.405 m3   + 646 m3   =  35 190 m3 

L’edificio a torre è composto da due volumi a forma di parallelepipedo. La giunzione tra questi è smorzata da un’altro volume, quest’ultimo vetrato, che porta luce all’interno dell’edificio pur essendo protetto dai raggi diretti del sole, in quanto arretrato rispetto alle facciate adiacenti.

L’analisi della radiazione solare nei 2 solstizi dell’anno ci permette di analizzare la quantità di calore a cui è sottoposto questo volume vetrato.

VOLUME BASAMENTO (piano -4 + volume vetrato sotto torre A+ volume vetrato sotto torre B) :      8153m3 + 2352m3 + 550m3 = 11 055 m3

Il basamento è costituito da due corti posizionate a -4m rispetto al livello stradale.

La congiunzione tra il basamento e il volume della torre è un volume vetrato di altezza variabile, dove si svolge l’accesso all’intero edificio, arretrato rispetto alla torre sovrastante  in modo tale da essere raggiunto dai raggi solari in inverno .ma schermato in estate (laddove ciò non si verifica , si consideri il potere schermante delle alberature antistanti). 

 

LUCE NATURALE STANDARD

 

LE GRANDEZZE FOTO METRICHE

-Flusso luminoso (Φv) : quantità di energia emessa nell’unità di tempo da una sorgente. lumen, lm

-Illuminamento (E) : rapporto tra flusso luminoso ricevuto da una superficie e area della superficie stessa. lm/m2, lux

CIELOSERENO : finoa100.000 lux      CIELOCOPERTO : finoa20.000 lux

UNI EN 12464-1  : "Illuminazione dei Luoghi di Lavoro” (in door) :  minimo di legge consentito 500 lux

-Intensità luminosa ( I ) : flusso luminosto emesso all’interno dell’angolo solido unitario (steradiante) in una direzione data. Candela, lm/sr

-Luminanza : intensità della luce riflessa o emessa dalla superficie stessa verso chi guarda. cd /m2

-Fattore di trasmissione (τ) : quoziente tra la quantità di luce trasmessa e quella ricevuta. da 0 a 1.

-Fattore di riflessione (ρ) : quoziente tra la quantità di luce riflessa e quella ricevuta. da 0 a 1.

 

 

Per verificare l'illuminamento della stanza standard del nostro albergo, facciamo un rendering delle illuminanze con Revit. Abbiamo scelto le 12:00 del solstizio d'estate come ora e data per la nostra analisi. A sinistra vediamo i risultati di una stanza orientata a Sud e a destra a Nord. Pur scegliendo una scala logaritmica i valori risultano comunque molto elevati, ma possiamo comunque intuire la situazione: se sulle finestre della stanza a sud abbiamo un valore che arriva fino a 10.000 lux (e che può causare quindi abbagliamento) negli spazi di permanenza arriviamo ad un intervallo di circa 500-50 lux. In quella a nord invece, mentre siamo al sicuro da effetti di abbagliamento, anche nelle ore più luminose le zone più interne come il bagno risultano troppo buie e necessiteranno quindi di luce elettrica. 

Con questi mezzi semplici e veloci da usare possiamo quindi farci un'idea di quelli che saranno i problemi energetici e di comfort di qualsiasi edificio.