Tema dell'anno - Solar Decathlon - Parte 1 - Approccio al progetto e mappa concettuale

Partendo dal presupposto che il contest del Solar Decathlon chiede di presentare delle proposte per costruzioni eco-sostenibili e soprattutto adattabili al luogo richiesto, prima di cominciare a cimentarmi in un campo in particolare ho voluto far mente locale riguardo gli spunti intellettuali che ho avuto. Un po' per la mia mentalità, un po' per coerenza con quello che dal mio punto di vista è il più profondo significato del corso, ho voluto cercare di sviscerare l'essenza del concetto adattabilità, in se, a prescindere dalle richieste poi effettive del concorso, visibili a questo link:

http://www.solardecathlon.gov/pdfs/2011_rules.pdf

In questo caso non posso procedere con il mio consueto stream-of-consciousness, in quanto risulterei poco chiaro. Mentalmente dapprima ho avuto la maggior parte delle idee e dei concetti e me le sono segnate su un quaderno, in un secondo momento, più lungo del primo, ho fatto mente locale sugli spunti avuti, in modo tale da permettermi la stesura di essi su questo blog, per cui spero risulti tutto comprensibile.

Capitolo 1 - La forma

Essendo il concetto di costruzione abitativa, nella mia mente, vincolato al rapporto contenente-contenuto, o meglio involucro-interni, ho ragionato sulla possibile forma che il mio Solar Decathlon potrebbe avere, e ragionando su questo ho capito le possibili variabili (parametrizzabili) che potrebbero modificare il risultato finale a partire dagli input, che come vedremo più avanti sono il luogo e l'efficienza richiesta.

Chiaramente diversa forma corrisponde a diverso grado di piacevolezza spesso, per cui diventa possibile valutare se sacrificare parte dell'efficienza della casa in virtù di una maggior bellezza o comodità di questa.

Fin dal primo attimo in cui ci ho pensato è stato ovvio che il ruolo del leone lo fa l'incidenza solare sulla costruzione, per cui la forma si adatterà a seconda dell'esposizione o a seconda della latitudine, in ogni caso dell'incidenza solare.

Ipotizzando come vedete diverse forme ( di pura fantasia e senza alcun raziocinio ) si può intuire di come la diversa forma delle facciate implichi un maggior irraggiamento incidente annuo. Continuando a ragionare con questa logica si arriveranno a definire i parametri che ne probabilmente ne potranno regolare la forma.

Naturale conseguenza è la scelta di un'inclinazione delle eventuali falde. Più si va a nord o a sud rispetto all'equatore più c'è la probabilità di precipitazioni, sia pioggia che neve, per cui si potrebbe ipotizzare un parametro che vada a regolare l'inclinazione di falda in base al valore assoluto della latitudine, approssimandolo a intero piuttosto che al numero reale.

Questo ragionamento è approssimabile solo al settore forma della progettazione in quanto poi il discorso ombreggiamento verrà affrontato in un altro capitolo.

Capitolo 2 - Aperture

Con lo stesso approccio metodico al problema dell'universalità è necessario analogamente ragionare sulla quantità, tipologia e qualità delle aperture. E' facile quindi comprendere come a seconda dell'esposizione della facciata sulla quale trova applicazione una determinata apertura si debbano regolare le dimensioni. Già a priori penso si possa stabilire come costante il valore di altezza della finestra, per poi andare a regolare la larghezza.

Per ovviare il problema della rispettabilità del Fattore Medio di Luce Diurna imposto da regolamento, come prima cosa si porrà un vincolo di area da rispettare, tale per cui l'area totale delle finestre di un locale sia almeno uguale a un determinato rapporto rispetto all'area del pavimento ( 1/8 in Italia). Di conseguenza la larghezza totale delle finestre sarà stabilita, a patto di aver reso costante l'altezza.

Successivamente poi bisognerà ragionare a seconda dell'orientamento del locale. Dalla gif soprastante potete capire cosa intenda con parametrizzazione in questo caso. La faccia più esposta avrà la finestra più grande mentre quella meno esposta quella più piccola. Chiaramente bisognerà capire il modo per parametrizzare il tutto, magari analogamente al discorso già fatto per la latitudine però tenendo in considerazione l'angolo solare. La questione è più complicata perchè nel caso in cui siamo in un luogo molto caldo sarà necessario invertire il discorso per evitare un eccessivo surriscaldamento della stanza, per cui bisognerà criterizzare il rapporto tra latitudine e l'angolo.

Potrebbe essere, per esempio, funzionale una formula che parametrizzi il rapporto tra le dimensioni delle finestre in funzione del fattore di esposizione solare:

F1 = S stanza/8 - F2

dove potrei imporre un codice che stabilisca che la faccia più esposta debba ricoprire il 75% della lunghezza totale, quindi 75% la faccia più esposta e 25% la meno esposta, ma per ora come già detto questo è solo un ragionamento (a mio parere indispensabile per semplificare il processo e risolvere tutti i problemi).

3 - Fotovoltaico

Essendo la richiesta per l'esame di creare un impianto fotovoltaico con potenza di picco di 10000 W massimo, si intende ragionare sì utilizzando questo valore, ma solo dopo averlo opportunamente parametrizzato ( in modo che basti inserire il valore nel parametro FV_POTNOMMAX per ottenere un numero di pannelli definito da computer, magari pure nella forma).
Tendenzialmente i pannelli sono di forma rettangolare, ma, come consigliatomi dal professor Converso, esistono ditte che producono moduli dalla forma definibile dal fruitore, dai 3 ai 4 lati.

Ragionando già a partire magari da uno di questi produttori ( http://www.odersun.com/de ) possiamo porre dei vincoli nella geometria dei pannelli.
A seconda del luogo, e della facciata esposta, potrei parametrizzare la disposizione dei moduli a partire dalla falda di tetto più esposta (o facciata; setratto ogni superficie indipendentemente dall'altra posso lasciar decidere al "progetto" dove applicare una percentuale di moduli).

Ragionando a priori come sto facendo in questo momento mi rendo conto che potrei parametrizzare ll'inclinazione della falda per ottenere una determinata efficienza elettrica, un determinato rendimento.

Questo è l'aspetto  che mi piacerebbe approfondire maggiormente tra quelli in elenco.

4 - Ombreggiamento

L'ombreggiamento è un fattore che ho voluto prendere in considerazione perchè il tema legato al confort probabilmente più importante. In questo caso non avrebbe molto senso andare a modificare la geometria dell'edificio creando n-parametri in Revit; l'ideale sarebbe avere un confronto in real-time con EcoTect.
Tuttavia qui l'approccio parametrico comporta un auto-vincolo nei confronti della tipologia di ombreggiamento adottata ( brise-soleil verticali o orizzontali ).
Si può parametrizzare in modo da avere una certa estensione di un eventuale pergolato a patto che sia costante l'altezza e la larghezza,o viceversa.

Dopo aver ragionato sulle varie tematiche inerenti l'universalità di una casa ecosostenibile, occore far mente locale su tutti i fattori in questione, e la loro interagibilità.
Ho preferito fare una mappa concettuale per riassumere il tutto, in cui potete vedere di come certi fattori interagiscano con più di un altro, andando a rendere più problematica la gestione parametrica.

Tutti i fattori sono compresi in un ipotetico macro-tema della parametrizzazione, o meglio, questo è il mio intento. Nella giornata di sabato intendo semplificare il mio ragionamento fino a renderlo realistico e applicabile ai reali requisiti del concorso e della consegna.

NB: Questo che può apparire come solo un ragionamento, e quindi poco pratico, per me è parte fondamentale del progetto!