Abstract

Il nostro futuro è sempre più condizionato dalla scelta e dall’uso di tecnologie destinate al risparmio energetico e alle fonti rinnovabili. Ciò è ancora più vero alla luce dei nuovi incrementi prestazionali in termini energetici, richiesti agli edifici dalle attuali normative europee che impongono agli edifici, tra l’altro, di essere a consumo quasi zero, “nZEB” (near Zero Emission Building).

La serra solare bioclimatica rappresenta un’occasione progettuale unica poiché non è solo una splendida macchina termica gratuita e rinnovabile in grado di far risparmiare energia, ma anche un valido espediente progettuale capace di catturare la bellezza del mondo esterno, mettendola in comunicazione diretta con il nostro spazio interno, permettendo alla luce naturale di entrare nella nostra abitazione ed anche nella nostra vita.
Questo testo, aggiornato alle nuove norme UNI TS 11300:2014, frutto di oltre due anni di ricerca, è una guida indispensabile per chi vuole progettare una serra solare bioclimatica; il tema del progetto e della verifica è sviluppato in tutta la sua interezza e complessità, dal pensiero alla forma, dalla norma al calcolo, anche attraverso un software, scaricabile dal sito www.in-serra.it, appositamente sviluppato, che ha permesso di scoprire importanti novità che costringeranno a rivedere completamente la tematica dell’apporto energetico delle serre solari, come, ad esempio, riscontrando degli apporti energetici significativi anche per orientamenti, quali quelli nord, nord-est, nord-ovest che, per le nostre latitudini, non venivano mai considerati.

SE/VE2

Profilo Autore

Roberto Carratù, Architetto, professore a contratto presso la Facoltà di Architettura, Università di Roma “Sapienza”. Ha svolto attività di ricerca e didattica anche presso la Facoltà di Architettura di Roma Tre nel campo della Fisica Tecnica ambientale; ha partecipato a programmi di formazione del Ministero degli Esteri nei Paesi Emergenti. È docente a master universitari, corsi di formazione e seminari tecnici. Svolge attività professionale inerente la progettazione architettonica, ricerca e consulenza in particolare sui temi riguardanti la Fisica Tecnica Ambientale. Esperto di acustica, illuminotecnica, risparmio ed efficienza energetica, è autore di libri, articoli e saggi in materia.

Indice

Capitolo 1

Introduzione al progetto di una serra solare: la storia e la conoscenza

1.1 Premessa

1.1.1 Le serre solari nella storia: dalle orangerie alla scoperta delle architetture della trasparenza

1.2 Nascita e applicazioni del vetro nella storia

1.2.1 Principi di funzionamento: la serra solare come macchina termica bioclimatica

Capitolo 2

Gli apporti solari: le geometrie terrestri e solari

2.1 Gli apporti solari e i sistemi bioclimatici

2.2 La geometria terrestre: meridiani e paralleli, latitudine e longitudine

2.3 La geometria solare: il moto apparente

2.4 Ora solare e ora civile

2.5 Equazione del tempo e analemma solare

2.6 Nord geografico e nord magnetico

2.7 Energia dal Sole: calcoli e verifiche

2.8 Calcolo dell’energia solare disponibile

2.9 Caso di studio: irradiazione medie mensili giornaliere di Roma

Capitolo 3

La progettazione solare: strumenti operativi e verifiche

3.1 Metodi grafici di rappresentazione

3.2 Diagrammi solari (sun path) orizzontali e verticali

3.3 Diagrammi solari polari, orizzontali

3.4 Diagramma solare ortogonale, cilindrico o verticale

3.5 Applicazioni del diagramma solare polare o orizzontale

3.6 La maschera d’ombreggiamento

3.7 Elementi della maschera d’ombreggiamento

3.8 Utilizzo della maschera di ombreggiamento

3.9 Dispositivi di ombreggiamento

3.10 Dispositivi esterni fissi

3.11 Dispositivi orizzontali fissi

3.12 Dispositivi verticali fissi

3.13 Dispositivi esterni di tipo mobile

3.14 Dispositivi di ombreggiamento interni

3.15 Verifica dei dispositivi di ombreggiamento

Capitolo 4

Progetto di una serra solare: materiali e prestazioni termiche

4.1 La componente trasparente: il vetro

4.2 Tipi di vetro

4.2.1 Vetri float (galleggiante)

4.2.2 Vetri temperati o temprati

4.2.3 Vetri stratificati (o accoppiati)

4.2.4 Vetri riflettenti

4.2.5 Vetri sabbiati

4.2.6 doppi vetri o vetricamera

4.2.7 Vetri a bassa emissivita (Low-E)

4.2.8 Vetri fotocromici o fotocromatici

4.2.9 Vetri fotosensibili

4.2.10 Vetri elettrocromici

4.2.11 Vetri termocromici

4.2.12 Vetri autopulenti

4.2.13 Vetri TIM

4.3 Il vetro e la trasmissione solare

4.4 Coefficienti energetici

4.4.1 Fattore di riflessione solare (re,v)

4.4.2 Fattore di trasmissione solare (te,v)

4.4.3 Fattore di ri-emissione solare (qi/e,v)

4.4.4 Fattore di assorbimento solare (ae,v)

4.5 Fattore solare dei vetri o trasmittanza totale solare (gv)

4.6 Coefficiente di schermatura

4.7 Coefficienti luminosi

4.7.1 Fattore di riflessione luminosa (Rv)

4.7.2 Fattore di trasmissione luminosa (Tv o Fs)

4.7.3 Trasmittanza termica del vetro (Ug)

4.8 La componente opaca: il telaio

4.9 Trasmittanza termica dal telaio (Uf)

4.10 Calcolo della trasmittanza termica di un componente finestrato (Uw)

4.11 La componente opaca: la massa termica

Capitolo 5

Progetto di una serra solare: serramenti: componenti e prestazioni

5.1 Tipologie dei serramenti

5.2 Materiali del serramento

5.3 La prestazione e verifica di un serramento

5.3.1 Tenuta all’aria

5.3.2 Tenuta all’acqua

5.3.3 Tenuta al vento

5.3.4 Sicurezza ed antintrusione

5.4 Struttura della serra

5.5 Prestazioni dei serramenti

5.5.1 Isolamento termico

5.5.2 Isolamento acustico

5.5.3 Manutenzione

Capitolo 6

Normativa nazionale, regionale e comunale: problematiche attuative e prestazionali

6.1 Quadro legislativo di riferimento

6.2 Normativa nazionale, regionale e comunale vigente

6.2.1 Regione Lombardia

6.2.2 Comune di Milano

6.2.3 Comune di Bergamo

6.2.4 Comune di Brescia

6.2.5 Regione Piemonte

6.2.6 Comune di Torino

6.2.7 Regione Veneto

6.2.8 Comune di Verona

6.2.9 Comune di Padova

6.2.10 Regione Valle d’ Aosta

6.2.11 Regione Trentino Alto Adige - Provincia Autonoma di Bolzano

6.2.12 Provincia Autonoma di Trento

6.2.13 Regione Friuli Venezia Giulia

6.2.14 Regione Liguria

6.2.15 Comune di Savona

6.2.16 Comune di Genova

6.2.17 Regione Toscana

6.2.18 Comune di Firenze

6.2.19 Comune di Pisa

6.2.20 Regione Umbria

6.2.21 Comune di Perugia

6.2.22 Regione Marche

6.2.23 Regione Emilia Romagna

6.2.24 Comune di Bologna

6.2.25 Comune di Forli

6.2.26 Comune di Castelnuovo Rangone, Provincia di Modena

6.2.27 Comune di Medolla (Provincia di Modena)

6.2.28 Regione Lazio

6.2.29 Comune di Roma

6.2.30 Comune di Ciampino

6.2.31 Regione Puglia

6.2.31 Comune di Bari

6.3 Considerazioni

6.4 Problematiche applicative e requisiti prestazionali

Capitolo 7

Progetto di una serra solare: dall’idea al progetto, dalla verifica alla realizzazione

7.1 Classificazione delle serre solari: tipologie relazionali

7.2 Classificazione delle serre solari: tipologie funzionali

7.3 Dinamica di funzionamento: invernale ed estivo

7.4 Iter progettuale: l’orientamento

7.5 Ombreggiamenti

7.6 Scelta dei dispositivi di ombreggiamento

7.7 Serra solare e fotovoltaico

7.8 Pulizia dei vetri

7.9 Ventilazione della serra

7.10 Le aperture

7.11 Posizionamento e dimensionamento della massa termica

7.12 Parete di separazione

7.13 Il muro di Trombe

7.14 Problemi dovuti alla condensa

7.15 L’iter burocratico ed autorizzativo

Capitolo 8

Verifica di una serra solare: il calcolo energetico come da normativa esistente

8.1 Premessa

8.2 Termini e definizioni

8.3 Il fabbisogno di energia termica per riscaldamento

8.4 L’energia termica dispersa

8.5 Scambio termico per ventilazione

8.6 Scambio termico per trasmissione

8.7 Scambio termico per trasmissione verso l’esterno

8.8 Scambio termico per trasmissione verso ambienti non climatizzati

8.9 Scambio termico per trasmissione verso il terreno

8.10 Scambio termico per trasmissione verso zone adiacenti climatizzate a temperatura diversa

8.11 Lo scambio termico per radiazione infrarossa verso la volta celeste

8.12 Gli apporti termici

8.13 Gli apporti termici interni

8.14 Gli apporti termici solari

8.15 Il fattore di utilizzazione degli apporti gratuiti

8.16 Scambi termici e apporti termici attraverso una serra solare

8.17 Caso di studio: verifica e calcolo di una serra solare a pianta ottagonale

8.18 Caso di studio: valutazione comparativa della riduzione del fabbisogno di energia di un edificio avente una serra solare addossata esposta a nord oppure a sud

Capitolo 9

La serra solare ecosostenibile: prospettive e possibili sviluppi futuri, esempi progetturali

9.1 Recupero balconi, logge e terrazzi piani attici
9.2 Esempi e possibilità progettuali

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