La forma delle ombre e le schermature in architettura

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Nel progettare soluzioni di illuminotecnica, come i tunnel solari e gli altri connettori, non bisogna solo considerare la luce e la luminosità, bensì anche le ombre e la loro forma, nonché, eventuali sistemi di schermatura che depotenzino, in modo sensato e ragionevole, la radiazione solare necessaria all’illuminazione. Vediamo, dunque, come viene trattato il tema in architettura.

 

Calcolare le ombre

Sebbene nel caso dei tunnel solari e degli altri sistemi dall’alto, questo problema si verifichi con minore incidenza, nei progetti architettonici di illuminotecnica, vengono considerate anche ombre che si possono proiettare su un edificio e ridurre le prestazioni di illuminazione naturale. La loro forma e la loro dimensione dipende dalle posizioni del Sole e della superficie interessata, dunque, sono conseguenza diretta dell’angolo di incidenza. Le zone ombreggiate di una singola costruzione, o di un intero lotto, sono individuabili attraverso al determinazione della posizione solare e l’applicazione della teoria delle ombre. Poi, subentra l’utilizzo di strumenti informatici, quali il disegno automatico in 3D che, attraverso codici specifici, permette di osservare, in riproduzioni tridimensionali, le ombreggiature rispetto alla posizione del sole. Grazie alle varie analisi condotti, si è potuto notare che la profondità e la posizione delle ombre muta radicalmente non solo nel corso dei mesi, ma anche da un’ora all’altra della stessa giornata. Dunque, ai fini progettuali, può essere utile analizzare il comportamento delle ombre almeno in occasione dei due solstizi, invernali ed estivo, e dei due equinozi, autunnale e primaverile, considerando tre diverse ore della giornata, ossia, le 9 del mattino, mezzogiorno e le 15 di pomeriggio.

Progettare sistemi di schermatura

Oltre alle ombre, è utile considerare anche il carico di radiazione solare, dosandone in modo corretto la proiezione sull’edificio progettato. Se una eccessiva dose di raggi di sole può provocare surriscaldamento in estate, anche in inverno può causare fastidi, come i fenomeni di abbagliamento. Per ovviare a tali disguidi, si implementano sistemi di schermature, l’unico sistema in commercio che scherma l’eccesso di luce nei periodi estivi è il sistema Solatube, Gli altri tunnel solari non schermano l’eccesso e posso dare problema di abbagliamento e calore. Per la progettazione di tali tecniche di controllo passivo, offrono un certo supporto teorico e pratico le carte solari, gli ausili grafici che permettono di stabilire la posizione del Sole nelle diverse latitudini e in vari periodi dell’anno e del giorno. Gli strumenti grafici impiegati sono detti calcolatori delle ombre o maschere di schermatura; tali strumenti si basano sull’assunto che l’efficacia di una schermatura deriva dalla sua capacità di bloccare i raggi solari che colpiscono un oggetto. Utilizzando delle lenti di fresnell si può schermare la luce entrante nella calotta captatrice quando il sole supera una certa inclinazione , ecco perchéle lenti di fresnell sono importanti nella captazione sia quando il sole è basso ( inclinano dando una rapidità al singolo raggio ) e schermano l’eccesso come tutti i frangisole fanno quando la radiazione solare e all’apice, periodo estivo nelle ore centrali della giornata. Per le finestre èpossibile verificare tale efficacia attraverso l’individuazione della porzione di volta del cielo, la cui visione è ostruita dallo schermo, a partire da un punto di riferimento scelto. Tale punto, di solito, viene selezionato nel baricentro o alla base di una parete o di una finestra, e da qui, si proiettano i bordi degli aggetti sulla volta celeste (gli aggetti sono tutti quegli elementi che sporgono dalla facciata di un edificio). Da qui, si passa a tracciare tutte le proiezioni e le linee necessarie, tra cui l’angolo di altezza del bordo degli aggetti, detto angolo di profilo, da cui poi si può continuare con il tracciamento degli altri parametri, attraverso i diversi tipi di diagrammi di carte solari. I Solatube non creano quella macchia che si sposta solo in funzione dell’altezza solare, ma hanno una diffusione omogenea come tutte le lampade, cambia solo l’intensità che è in funzione della luce estrena.