Che materia stai cercando?

Anteprima

ESTRATTO DOCUMENTO

I NTRODUZIONE

C'è un forte interesse pubblico per la qualità degli spazi RUROS ha fornito un set unico di vaste indagini su

urbani aperti ed è riconosciuto che essi possono campo realizzate in tutta Europa, compreso un ampio

contribuire alla qualità della vita all'interno delle città o, monitoraggio microclimatico e una modellizzazione degli

al contrario, aumentare l'isolamento e l'esclusione spazi aperti, con interviste, realizzate attraverso un

sociale. Tutto ciò è collegato sia all’ambiente fisico che questionario, agli utilizzatori degli spazi aperti.

a quello sociale, cosiderando che queste condizioni Due spazi aperti differenti per tipologia sono stati

influenzano il comportamento delle persone e l’uso analizzati per ognuna delle sette città in Europa (Atene

degli spazi esterni. [GR], Salonicco [GR], Milano [IT], Friburgo [CH],

La Guida analizza la progettazione degli spazi aperti Cambridge [UK], Sheffield [UK], Kassel [D]).

secondo i principi della bioclimatica, così come sono Complessivamente i dati raccolti sono circa 10.000, che

stati impiegati nel contesto del progetto RUROS. È rappresentano la base per i vari modelli riportati in

stata sviluppata una piattaforma comune per l’analisi questa pubblicazione.

degli spazi aperti nel contesto urbano, combinando

l’ambiente fisico (il microclima, il comfort termico, visivo

e acustico, la morfologia urbana, ecc.) con i requisiti e il Copenhagen

soddisfacimento degli utenti. Sheffield

Sono stati sviluppati modelli e strumenti di differente Cambridge

complessità, affrontando diversi aspetti dell’ambiente Kassel

fisico e le prestazioni ambientali risultanti.

Questi aspetti forniscono la comprensione dei differenti Fribourg

aspetti dell’ambiente, e significati per l’analisi a

differenti livelli di complessità, per una gamma di Milan

utilizzatori da principianti ad esperti.

La gamma degli strumenti sviluppati, include i seguenti: Thessaloniki

• Modelli semplificati di previsione delle condizioni di Alimos

comfort termico, usando dati metereologici facilmente

disponibili, assieme ad informazioni sulla sensazione

termica e le caratteristiche dell’adattamento.

• Una metodologia per valutare il profilo della velocità Questi modelli e strumenti verranno implementati da

del vento in un’area con indicazioni progettuali architetti, pianificatori, o altri progettisti urbani, nella

semplificate per l’effetto della presenza di un isolato fase preliminare del progetto, in modo da valutare

urbano sulle condizioni di ventosità in uno spazio l’impatto ambientale delle differenti proposte

aperto. progettuali. Alcuni di questi strumenti, per esempio i

• modelli di comfort termico, acustico, gli effetti dei

Uno strumento grafico per valutare le condizioni di

comfort termico di uno schema progettuale, che dia le materiali e l’analisi del campo radiante possono essere

impiegati direttamente dai progettisti attraverso la

variazioni del contributo termico radiante in funzione descrizione e i passaggi differenti forniti nei rispettivi

dell’uso di materiali differenti.

• capitoli. Altri strumenti, come l’analisi della tessitura

Una metodologia per valutare l’impatto ambientale urbana e gli effetti sul microclima, o la mappatura

di differenti forme urbane, attraverso la valutazione dell’ambiente termico, richiedono l’uso di programmi

delle prestazioni ambientali del tessuto urbano, per la loro applicazione, almeno nel caso in cui è

contribuendo in questo modo all’analisi della auspicabile avere informazioni dettagliate.

temperatura, delle condizioni di sole e del vento.

• Per dimostrare come può essere impiegata questa

Una metodologia per disegnare mappe di comfort, nuova conoscenza, viene riportata una valutazione dei

focalizzata sull’analisi spaziale delle zone di comfort vari strumenti e metodologie nella proposta progettuale

termico.

• del sito di Salonicco, per una futura area pedonale.

Le relazioni tra i parametri misurabili e le L’ambiente fisico dell’area è identificata e analizzata

sensazioni degli utilizzatori per l’ambiente luminoso, per le sue prestazioni ambientali, assieme ai parametri

accompagnato da una metodologia per valutare sociali e alle caratteristiche dei diversi gruppi di utenza

l’acceso di luce naturale in uno spazio specifico presenti nell’area.

attraverso proiezioni multisterografiche.

• In generale, la Guida fornisce un passaggio significativo

Una metodologia per descrivere il paesaggio per identificare i parametri importanti che devono

sonoro negli spazi urbani aperti, che comprende le essere presi in considerazione nella fase preliminare di

caratteristiche di ogni sorgente sonora, l’effetto acustico progetto degli spazi aperti, per intervenire nella

dello spazio, gli aspetti sociali e non, accompagnati da riorganizzazione di spazi esistenti o nello sviluppo di

modelli semplificati per la propoagazione del suono nuovi nel contesto urbano.

negli spazi urbani. L’approccio proposto accompagnerà la progettazione

• Una metodologia per connettere le questioni sociali delle città attraverso la progettazione degli spazi

sperimentate nella vita urbana contemporanea con le esterni ed eventualmente l’utilizzo di questi spazi,

proprietà fisiche che caratterizzano uno spazio urbano. permettendo che attività diverse relazioni sociali

La questione degli indicatori, che è emersa, lega abbiano luogo, ridando vita agli spazi aperti delle città.

insieme il complesso delle funzioni sociali degli spazi Infine, questa conoscenza sistemeatica può contribuire

urbani e le analisi descrittive degli spazi aperti allo sviluppo sostenibile delle città del futuro.

selezionati con il processo progettuale. 1

1. M C T S A

ODELLI DI OMFORT ERMICO PER GLI PAZI PERTI

1.1 Introduzione

Uno dei principali obiettivi della progettazione ambientale nei contesti

urbani è la creazione di quartieri dotati di spazi aperti comfortevoli. I

parametri microclimatici, pertanto, sono di importanza centrale per le

attività che vengono svolte nell’area e in larga misura determinano il loro

uso.

Le risposte al microclima possono essere inconsce, ma molto spesso si

traducono in un uso differenziato dello spazio aperto a seconda delle

diverse condizioni climatiche (Fig. 1.1)[1]. Per tale motivo, comprendere

la ricchezza delle caratteristiche microclimatiche negli spazi urbani

esterni, e le implicazioni in termini di comfort per le persone che li usano,

apre nuove possibilità per lo sviluppo degli spazi urbani.

I parametri ambientali che influiscono sulle condizioni di comfort termico

esterno, benché simili a quelli relativi agli spazi interni, sono di più e

caratterizzati da maggiore variabilità. Pertanto, a causa di questa

complessità in termini di variabilità spazio-temporale e della vasta

gamma di attività nelle quali le persone sono impegnate, ci sono stati

Figura 1.1: Usi Differenti dello spazio per finora pochissimi tentativi di comprendere le condizioni di comfort

diverse condizioni microclimatiche all’esterno.

in alto –estate giorno

in basso – estate sera 1.2 Adattamento

2

St.Dev. Nella maggior parte degli studi sul comfort termico all’ esterno è stato

1

St.Dev usato un modello puramente fisiologico che include un modello

1

1

+/-

+/- matematico del sistema termoregolatore impiegato per calcolare il

0

ASV

ASV benessere termico che dipende dalle condizioni ambientali, dall’attività

Mean

Mean -1 delle persone e dal loro abbigliamento.

Le indagini sul campo, tuttavia, hanno rivelato che un approccio

-2 5 10 15 20 25 30 35 40

0 puramente fisiologico è inadeguato al fine di caratterizzare le condizioni

Tair ( C)

Tair (oC)

2 di comfort termico all’ esterno, mentre la questione dell’adattamento

St.Dev. diventa sempre più importante. Questo implica che tutti i processi che le

1

St.Dev persone mettono in atto per adattarsi al meglio all’ambiente, sia a livello

1

1

+/-

+/- psicologico che fisico. Nel contesto esterno, l’adattamento coinvolge

0

ASV

ASV cambiamenti personali[2], con la variazione stagionale dell’abbigliamento,

Mean

Mean -1 cambiamenti del calore metabolico con il consumo di bevande fresche

ma anche variazioni di postura e posizione, mentre dal punto di vista

-2 psicologico [3] la scelta, la memoria e le aspettative personali sono un

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Wind Speed (m/s)

Wind Speed (m/s) parametro critico per il benessere nell’ambiente termico.

Figura 1.2: Distribuzione della Actual

Sensation Vote media degli intervistati (ASV),

con le rispettive deviazioni in relazione alla 1.3 Sensazione termica

Temperatur Aria (in alto) e velocità del vento

(in basso), per l’ indagine ad Atene. Nell’ambito del presente progetto, le condizioni di comfort termico

esterno sono state valutate attraverso indagini sul campo in 14 siti in tutta

50% Europa. La sensazione termica della gente è stata valutata su una scala

45% PMV a 5 punti che varia dal molto freddo al molto caldo, definita come Actual

40% ASV

35% Sensation Vote (ASV) (valutazione di sensazione reale). L’analisi dei dati

(%) 30%

Frequency raccolti ha rivelato correlazioni tra i parametri microclimatici e la ASV.

25%

20% La Figura 1.2 presenta la variazione di ASV in relazione alla temperatura

15% dell’aria e alla velocità del vento. Esaminando i valori medi di ASV, si

10%

5% scopre una evidente correlazione tra le due variabili. Come era

0% presumibile, per quanto riguarda la velocità del vento c’è una debole

-6 -4 -2 0 2 4 6 correlazione negativa con l’ASV, che indica che l’ASV si riduce con

ASV, PMV

Figura 1.3: Confronto dell’ Actual Sensation l’aumentare della velocità del vento. La correlazione relativamente debole

Votes (ASV) ottenuto dai questionari con il Voto tra variabili climatiche e ASV indica che un parametro da solo non è

Medio Previsto (PMV) per Atene, calculato con sufficiente per valutare le condizioni di confort termico.

un modello matematico per ogni intervista. 2

Season code

I dati soggettivi raccolti dalle interviste sono stati comparati con l’indice Summer

Autumn

Winter

Spring

termico chiamato Predicted Mean Vote o PMV (Voto Medio Previsto) [4], 1.4 8

sviluppato originariamente per l’ambiente interno e impiegato 6

1.2

gradualmente anche nei contesti esterni. Il PMV è calcolato prendendo in 4

1.0

considerazione i parametri ambientali oggettivi medi registrati per la 2

clo .8

durata dell’intervista, il tipo di abbigliamento e il ritmo metabolico di ogni 0

levels, .6 S

8

clo

intervistato. La comparazione tra il PMV di ogni intervistato e il levels, .4 6

Clothing

corrispondente ASV ha rivelato una grande discrepanza fra i due valori, Clothing .2 4

poiché l’effettivo comfort termico sembra posizionarsi a livelli più alti 0.

0 2

10 20 30 40 50 0 10 20 30 40

rispetto a quelli indicati dal modello matematico (Fig. 1.3) Tglobe, deg C Tglobe, deg C

Tglobe, degC Tglobe, degC

Figura 1.4: Variazione stagionale del vestiario (clo)

L’ampia gamma di condizioni microclimatiche negli spazi esterni rafforza con la temperature del globo (°C), sinistra– Atene,

la tesi secondo la quale un approccio puramente fisiologico è inadeguato destra–Kassel

a caratterizzare le condizioni di comfort termico all’esterno, mentre la

questione dell’adattamento diventa sempre più importante. I cambiamenti Piazza Petazzi Piazza IV Novembre

Karaiskaki Square Sea-shore of Alimos Piazza Petazzi Summer Piazza IV Novembre Summer

Karaiskaki Square Summer Sea-shore of Alimos Summer

personali, con il cambio stagionale dell’abbigliamento (Fig 1.4), i SUMMER

75%

SUMMER

75% Percent

Percent

mutamenti del calore di metabolismo, con l’assunzione di bevande 50%

50% 25%

fresche [2], i cambiamenti della postura e posizione (Fig. 1.5) e, dal punto 25% 0%

0%

di vista psicologico [3], le scelte, la memoria e le aspettative personali Piazza Petazzi Autumn Piazza IV Novembre Autumn

Karaiskaki Square Autumn Sea-shore of Alimos Autumn 75% AUTUMN

75%

(Fig. 1.6) risultano essere parametri importanti. AUTUMN Percent

Percent 50%

50% 25%

25%

La consistente discrepanza tra le condizioni di comfort esterno effettive e 0%

0%

teoriche ci ha offerto il terreno per indagare e sviluppare modelli per le Piazza Petazzi Winter Piazza IV Novembre Winter

Karaiskaki Square Winter Sea-shore of Alimos Winter WINTER

75%

WINTER

75%

condizioni di comfort termico esterne, basati sui dati empirci raccolti dalle Percent

Percent 50%

50%

indagini sul campo con circa 10.000 interviste in tutta Europa piuttosto 25%

25%

che sui modelli teorici esistenti. 0% 0%

Karaiskaki Square Spring Sea-shore of Alimos Spring Piazza Petazzi Spring Piazza IV Novembre Spring

75% SPRING

75% SPRING

Percent Percent 50%

50%

25% 25%

1.4 Modelli di comfort termico 0% 0%

No Yes No Yes No Yes No Yes

Standing in the sun Standing in the sun Standing in the sun Standing in the sun

Standing in the sun Standing in the sun Standing in the sun Standing in the sun

Figura 1.5: Variazione stagionale della

Dal punto di vista della progettazione, è utile sviluppare modelli semplici permanenza delle persone al sole e all’ombra nei

che siano in grado di prevedere le condizioni di comfort termico, usando i differenti siti ad Atene (sinistra) e Milano (destra).

dati facilmente disponibili. Sono stati sviluppati semplici modelli lineari

usando i dati meteorologici disponibili pubblicamente, provenienti da una

stazione vicina. Questi modelli sono importanti per una corretta 40

previsione dell’ ASV, in quanto possono essere la base sulla quale C) y = 0.9433x

35 2

R = 0.4883

(deg

(degC)

costruire nomogrammi e mappe di comfort termico. Occorre tener 30

25

temperature

presente che i parametri personali che caratterizzano il comportamento temperature 20

delle persone negli spazi aperti e l’effetto di adattamento fisico e 15

psicologico sono intrinseci ai modelli presentati di seguito. 10

Neutral 5

Neutral

1.4.1 Indici di comfort della città 0

-5

-10

Per il calcolo dell’ASV, vengono presentati modelli relativi a diverse città, -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35

appartenenti a diverse zone climatiche e basati su dati meteorologici Meteorological air temperature (deg C)

Meteorological air temperature (degC)

rilevati su base oraria. I parametri usati sono la temperatura dell’aria Figura 1.6: Neutralità termica, nella quale le

(Tair_met, °C) la radiazione solare globale (Sol_met, W.m-2), la velocità persone non sentono nè caldo nè freddo, riportata

vicino alla temperatura dell’aria (°C), ottenuta

del vento (V-Met, m.s-1) e la umidità relativa (RH_met, %): dall’indagine in tutta Europa, è un’indicazione

• dell’influenza dell’esperienza rercente delle

Atene (GR): persone.

ASV = 0.034 Tair_met + 0.0001 Sol_met – 0.086 V_met – 0.001

RH_met – 0.412 (r = 0.27) Tabella 1.1:

• Salonicco (GR): Condizioni meteorologiche per nomogrammi

ASV = 0.036 Tair_met + 0.0013 Sol_met – 0.038 V_met + 0.011 Velocità

Umidità

Temperatura Radiazione

H_met – 2.197 (r = 0.51) aria (ºC) del vento

relativa

solare

-2 -1

• (m/s

(%)

) )

(W.m

Milano (IT): 0.1

20

100

0

ASV = 0.049 Tair_met – 0.0002 Sol_met + 0.006 V_met + 0.002 1.0

40

400

5

RH_met – 0.920 (r = 0.44) 3.0

80

800

10

• Friburgo (CH): 5.0

15

ASV = 0.068 Tair_met + 0.0006 Sol_met – 0.107 V_met – 0.002 20

RH_met – 0.69 (r = 0.68) 25

• Kassel (D): 30

ASV = 0.043 Tair_met + 0.0005 Sol_met – 0.077 V_met + 0.001 35

RH_met – 0.876 (r = 0.48) 40 3

• Cambridge (UK):

Athens Thessaloniki Fribourg ASV = 0.113 Tair_met + 0.0001 Sol_met – 0.05 V_met – 0.003

Milan Cambridge Kassel RH_met – 1.74 (r = 0.57)

Sheffield • Sheffield (UK):

1 ASV = 0.07 Tair_met + 0.0012 Sol_met – 0.057 V_met – 0.003

RH_met – 0.855 (r = 0.58)

0,8

% Questi modelli, che indicano i contributi più significativi nella temperature

Comfortable dell’aria (Tair_met) e nella velocità del vento (V_met), possono essere

0,6 usati per ottenere un Indice di comfort per una città nelle diverse stagioni.

Quando è apparso evidente che i livelli di ASV non potevano essere

0,4

Feeling interpretati in modo uniforme, in termini di comfort/ discomfort, sia a

livello di una singola città che su base stagionale, è stato sviluppato un

modello integrato, mettendo insieme per ciascun sito i dati iniziali e quelli

0,2 raggruppati per stagione. In tal modo, si sono resi necessari un modello

SUMMER per l’ASV e un altro per ottenere il rapporto di comfort/ discomfort per una

0 città (Fig. 1.7).

-2 -1 0 1 2

ASV Dalla Figura 1.7 appare evidente che in tutte le città le condizioni di molto

1 freddo sono più tollerabili durante l’estate e la primavera rispetto alle altre

due stagioni. Le condizioni di caldo molto intenso sono considerate

comfortevoli soprattutto in autunno e primavera.

0,8

% 1.4.2 Nomogrammmi di comfort

Comfortable 0,6 Nell’applicazione architettonica è utile mettere a disposizione dei

progettisti modelli sotto forma di grafici. Sono stati concepiti grafici

0,4

Feeling (nomogrammi) che danno una media dell’ASV, basati su un modello

integrato per l’Europa, qui di seguito presentati. E’ stata usata una

gamma selezionata di parametri meteorologici tipici delle diverse zone

0,2 climatiche delle città esaminate in Europa.

AUTUMN

0 • Modello Combinato per l’Europa:

-2 -1 0 1 2 ASV = 0.049 Tair_met + 0.001 Sol_met – 0.051 V_met + 0.014

ASV RH_met – 2.079 (r = 0.78)

1 -2 corrispondono

Valori di radiazione solare pari a 100, 400 e 800 W.m

rispettivamente a bassa insolazione (vale a dire cielo coperto o tardo

0,8 pomeriggio con sole), insolazione media (cioè cielo parzialmente

%

Comfortable nuvoloso o giornata soleggiata in inverno) e alta insolazione (condizioni

0,6 di cielo soleggiato in estate). I relativi valori d’umidità del 20%, 40% e

80% corrispondono a condizioni molto asciutte, medie e umide. Infine, la

-1

0,4

Feeling corrispondono alle condizioni di

velocità del vento di 0.1, 1, 3 e 5m.s

calma, leggera brezza e forte vento, poiché sopra il valore di 5m/s gli

effetti meccanici del vento sono più importanti di quelli termici (Sezione

0,2 2.1).

SPRING Per specifici valori dei parametri meteorologici, il progettista può far

0 -2 -1 0 1 2 riferimento ai rispettivi modelli (sia quelli europei che quelli specifici della

ASV città) e calcolare i corrispondenti valori dell’ ASV. Occorre sottolineare

1 che la mancanza di interviste con ASV molto freddo o molto caldo porta a

risultati tarati sulle situazioni intermedie e non esiste alcun rimedio

0,8 statisticamente valido per tale inconveniente. Per tale ragione, si

% suggerisce di limitare l’uso del modello e dei rispettivi nomogrammi alle

Comfortable situazioni caratterizzate da temperatura dell’aria compresa tra 5 e 35 °C.

0,6 A causa dell’ambiguità inerente l’interpretazione dei valori medi di ASV in

termini di comfort/disconfort, i risultati possono essere combinati con le

Feeling 0,4 specifiche curve della città per ottenere la percentuale di persone che si

sentono in comfort in presenza di tale media ASV.

0,2 Come conseguenza, si suggerisce al progettista urbano di calcolare o

WINTER stimare il valore ASV corrispondente alle condizioni climatiche dell’area di

0 interesse usando l’equazione del modello o i nomogrammi presentati

-2 -1 0 1 2 nella Figura 1.8 e, successivamente entrare con questo valore alle curve

ASV della Figura 1.7 per ottenere la percentuale di utenti che proverebbero

Figura 1.7: Rapporto delle persone in comfort. Successivamente, usando i fattori di modificazione

condizioni di comfort per differenti ASV, per

differenti città e stagioni. 4

microclimatica associati a determinate opzioni progettuali, il

procedimento può essere ripetuto al fine di analizzare come le opzioni

progettuali potrebbero influire sulla percentuale di utenti che si

sentirebbero in comfort.

1.4.3 Indice di confort per la microscala

Nel caso di aree caratterizzate da una ampia varietà di spazi, che vanno

dalla vegetazione densa a sistemi di protezione dal sole a larga scala, ad

aree completamente esposte al sole e al vento, i dati provenienti dalla

stazione meteorologica non possono rappresentare in modo adeguato le

condizioni microclimatiche del sito. I modelli di comfort dovrebbero

essere in grado di approssimarsi alla microscala per scopi progettuali,

distinguendo tra aree al sole e all’ombra o tra aree protette ed esposte al

vento, situazioni che di fatto influiscono direttamente sulle condizioni di

comfort termico in un dato spazio. Pertanto, è utile mettere a punto una

strategia per includere i parametri relativi al progetto nei dati ambientali. RH=80%, Wind Speed=0.1 m.s-1

RH=50%, Wind Speed=0.1 m.s-1

RH=20%, Wind Speed=0.1 m.s-1 2,0

2,0

1,5 1,5

1,5

1,0 1,0

1,0

0,5 0,5

0,5

meanASV meanASV

meanASV 100 W/m²

0,0 400 W/m²

0,0

0,0

-0,5 800 W/m²

-0,5

-0,5

-1,0 -1,0

-1,0

-1,5 -1,5 -1,5

-2,0 -2,0 -2,0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40

Air Temperature (oC)

Air Temperature (oC) Air Temperature (oC)

RH=20%, Wind Speed=1 m.s-1 RH=80%, Wind Speed=1 m.s-1

RH=50%, Wind Speed=1 m.s-1

1,5 2,0

1,5 1,5

1,0 1,0 1,0

0,5 0,5

meanASV 0,5

meanASV meanASV 100 W/m²

0,0 0,0 400 W/m²

0,0

-0,5 -0,5 800 W/m²

-0,5

-1,0 -1,0 -1,0

-1,5 -1,5 -1,5

-2,0 -2,0 -2,0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40

Air Temperature (oC) Air Temperature (oC)

Air Temperature (oC)

RH=50%, Wind Speed=3 m.s-1 RH=80%, Wind Speed=3 m.s-1

RH=20%, Wind Speed=3 m.s-1 2,0

1,5

1,0 1,5

1,0

0,5 1,0

0,5

0,0 0,5

meanASV meanASV

meanASV 100 W/m²

0,0 400 W/m²

0,0

-0,5 -0,5 800 W/m²

-0,5

-1,0 -1,0 -1,0

-1,5 -1,5 -1,5

-2,0

-2,0 -2,0

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40

Air Temperature (oC) Air Temperature (oC) Air Temperature (oC)

RH=50%, Wind Speed=5 m.s-1 RH=80%, Wind Speed=5 m.s-1

RH=20%, Wind Speed=5 m.s-1 1,5 2,0

1,0 1,5

1,0

0,5 1,0

0,5

0,0 0,5

meanASV

meanASV meanASV 100 W/m²

0,0 400 W/m²

-0,5 0,0

-0,5 800 W/m²

-0,5

-1,0 -1,0 -1,0

-1,5 -1,5 -1,5

-2,0

-2,0 -2,0

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 5 10 15 20 25 30 35 40

Air Temperature (oC) Air Temperature (oC) Air Temperature (oC)

Figura 1.8: Nomogrammi per ASVmedia per diffrerenti parameters meteorologici. 5

Individuando fattori semplificati di correzione tra le condizioni misurate in

loco e quelli della vicina stazione meteorologica durante l’indagine sul

campo, è possibile riprodurre le modificazioni del microclima. Tali fattori

correttivi possono essere usati come parametri di modificazione per

modelli di comfort orientati al progetto, che riflettono la microscala e che,

di conseguenza, sono di grande importanza per i progettisti.

In questo contesto, la vegetazione può influire sul microclima in diversi

modi, riducendo la temperatura dell’aria rispetto ad aree spoglie,

fornendo ombra e protezione dal vento. In riferimento ai modelli

presentati nella Sezione 1.4.1 è possibile includere tali effetti nel calcolo.

Nel contesto urbano [5] è ipotizzabile una riduzione della temperatura

dell’aria circostanza nell’ordine di 1-2 °C con un denso gruppo di alberi

(Fig. 1.9), mentre la radiazione solare può essere ridotta del 20-60% a

seconda densità degli alberi. Ovviamente, tali cifre sono ipotizzabili in

estate e con condizione di cielo terso, mentre non è possibile usare alcun

fattore di correzione in caso di cielo coperto. Per quanto riguarda il vento,

un fattore di permeabilità dello 0.4 può essere impiegato per calcolare la

riduzione della velocità del vento dovuta alla vegetazione, fattore che può

essere ridotto a 0.2 nel caso in cui la vegetazione sia usata come

frangivento.

Per esempio, nel caso di Atene, in estate, a mezzogiorno (normalmente

-2 -1

, V_met=1m.s , RH_met=30%)

con Tair=33°C, Sol_met=1000W.m

l’effetto di un fitto gruppo di alberi sull’ASV può essere calcolato

impiegando il modello presentato nella sezione 1.4.1:

ASV = 0.034 (Tair_met-2) + 0.0001(0.2 x Sol_met) - 0.086 (0.4 x V_met)

- 0.001 RH_met - 0.412.

ASV=0.034x(33-2) + 0.0001x(0.2x1000) - 0.086(0.4x1) - 0.001x30 -

0.412 = 0.6 con una riduzione del 14% rispetto alla valore in caso di

assenza di ombra.

Figure 1.9: Variazione del microclima 1.5 Checklist

dovuta alla vegetazione. Si possono seguire i seguenti passaggi:

• Determinare la posizione geografica e ottenere i dati climatici

meteorologici.

• Identificare la città che presenta condizioni climatiche più simili

possibile rispetto alla città in oggetto o usare il modello europeo.

• Calcolare il valore di ASV per la corrispondente città o rilevare il

valore dal rispettivo nomogramma, prendendo in considerazione i

valori approssimati.

• Rilevare dalle curve la percentuale di persone in comfort.

• Includere i parametri progettuali con i fattori di correzione per

calcolare l’ASV per i diversi spazi, controllando le diverse opzioni

progettuali.

• Rilevare dalle curve la percentuale di persone che provano confort.

• Ripetere i precedenti passaggi, se richiesto.

1.6 Conclusioni

La metodologia presentata può essere usata nelle prime fasi di

progettazione per identificare i potenziali problemi dell’area, valutando

diverse strategie generiche, come l’ombreggiamento, la protezione dal

vento ecc. Non si tratta, comunque, di modelli di precisione per

giustificare le azioni del progettista. Essi devono essere integrati con il

resto del lavoro presentato nella Guida relativo al ruolo dei materiali

(Sezione 3), ecc. 6

Nel progetto di spazi aperti, il contatto con la natura è uno degli obiettivi

primari nell’uso degli spazi aperti e deve essere incoraggiato attraverso il

progetto stesso. Lo stimolo ambientale è un’importante ragione d’uso

degli spazi aperti per diverse attività durante tutto l’anno. Un progetto

attento a queste ragioni può contribuire a tale stimolo grazie anche ad

una differenziazione ambientale cosciente del fatto che le variazioni

orarie e stagionali richiedono soluzioni differenziate (Sezione 4.3.6).

Il progettista urbano dispone di diverse possibilità per le soluzioni

progettuali: la morfologia dell’edificio, i materiali, la vegetazione, le

strutture d’acqua, e persino l’arredo urbano possono contribuire ad una

progettazione efficace degli spazi urbani, garantendo protezione dagli

aspetti climatici negativi e esposizione a quelli positivi, incrementando

l’uso dello spazio esterno durante tutto l’anno.

1.7 Bibliografia

[1] Nikolopoulou, M., Baker, N. and Steemers, K. (2001). Thermal comfort in outdoor

urban spaces: the human parameter, Solar Energy, Vol. 70, No. 3.

[2] ISO 7730 (1994). Moderate thermal environments - determination of the PMV and

PPD indices and specification of the conditions for thermal comfort, International

Standards Organization, Geneva.

[3] Nikolopoulou, M., Baker, N. and Steemers, K. (1999). Thermal comfort in urban

spaces: different forms of adaptation, Proc. REBUILD 1999: The Cities of

Tomorrow, Barcelona.

[4] Nikolopoulou, M. and Steemers, K. (2003). Thermal comfort and psychological

adaptation as a guide for designing urban spaces, Energy and Buildings, Vol. 35,

No.1.

[5] Dimoudi, A. and Nikolopoulou, M. (2003). Vegetation in the urban environment:

microclimatic analysis and benefits, Energy and Buildings, Vol. 35, No.1. 7

2. C S V N S U

ONSIDERAZIONI UL ENTO EGLI PAZI RBANI

2.1 Il vento

Tabella 2.1:

Caratteristiche dei criteri della velocità 5m/s. A= Il vento è uno dei più importanti fattori che influiscono sulle condizioni di

Accettabile, U= non comfortevole, VU = Alto comfort pedonale in spazi esterni aperti. È difficile prevedere e controllare

discomfort/ pericoloso un ambiente esposto al vento poiché esso è influenzato da diversi fattori

di carattere globale, regionale e locale. A scala globale il vento ha

Attività Area Caratteristiche origine dal movimento dell’aria da aree di alta pressione ad aree di bassa

A U VU pressione. La velocità e la direzione del vento dipendono da fattori globali

Camminata Pavimenti, 43% 50% 53% ma sono in seguito influenzati dalla tipologia del paesaggio regionale e

veloce percorsi locale. E’, pertanto, importante capire che vi sono differenze notevoli

Passeggiata Parchi, 23% 34% 53% nell’ambiente esposto al vento da una parte all’altra della città o, persino,

strade a scala micro, da una parte all’altra di uno spazio aperto.

commerciali Il vento non è un fenomeno costante – subisce importanti variazioni di

Fermi in Parchi, spazi 6% 15% 53%

piedi/seduti urbani direzione e di forza (raffiche di vento), che possono essere stagionali o

per un breve annuali. I valori della velocità del vento presenti in questa guida, pertanto,

periodo si riferiscono sempre ai valori medi.

Ristoranti

Fermi in 0.1% 3% 53%

all’aperto

piedi/seduti Gli effetti diretti del vento possono essere divisi in due grandi categorie:

per un lungo

periodo effetti meccanici e effetti termici [1]. Gli effetti meccanici del vento

-1

Si può ad esempio notare che l’ambiente esposto possono essere percepiti ad una velocità del vento superiore ai 4-5ms .

al vento é accettabile per le persone che stanno Al di sopra dei 10m/s è sgradevole camminare e al di sopra dei 15m/s vi

sedute per periodi più brevi in spazi aperti, se la è il rischio reale di incidenti [2]. Per quanto riguarda gli effetti termici si

velocità media del vento di 5m/s non viene -1 presenti nella Tabella 2.1, se

possono usare i criteri di comfort dei 5ms

superata per più del 6% del tempo. Se le persone

stanno sedute per periodi più lunghi, allora i 5m/s si suppone che le persone adattano il loro comportamento e il vestiario

non dovrebbero essere superati per più dello 0,1% alla stagione [3]. La tabella può essere usata per temperature dell’aria

del tempo. superiori ai 10°C.

Si tenga presente che, a seconda del clima, una determinata intensità di

Tabella 2.2: vento potrebbe essere ritenuta sia indesiderabile che desiderabile. In

climi freddi il vento farà quasi sempre diminuire le condizioni di comfort

α per

Altezza geostrofica e rugosità del terreno

tre tipi di terreno [1, 2] esterne, mentre accadrà l’opposto nel caso di climi caldi.

α

Terreno Altezza (m)

Piano e campo 275 0.16 2.2 Dati sul vento

aperto Il vento forte libero e indisturbato, al di sopra della superficie della terra,

Area boschiva, 400 0.28

suburbana è chiamato vento geostrofico. L’altezza geostrofica varia dai 275 m circa

ai 500m circa a seconda dell’asperità (α) della superficie terrestre (Fig.2.1

aree urbane 500 0.4 e Tabella 2.2).

densamente

costruite I dati sul vento locale sono essenziali per la valutazione dell’ambiente

ventilato in spazi aperti. I dati più importanti sono la velocità media e la

direzione del vento durante il periodo in cui viene occupato lo spazio. Se

uno spazio viene occupato durante l’intero anno, si dovrebbero ottenere

dati per tutte le stagioni e per ogni mese se vi è una notevole differenza

tra i mesi della stessa stagione. Di solito i dati sul vento vengono misurati

a 10 m d’altezza rispetto alla superficie della terra, in stazioni

meteorologiche situate in campagna. Si possono leggere i dati sul vento

in un atlante dei venti, una raccolta di dati con le rose dei venti di diverse

località del Paese, che si può spesso trovare all’istituto meteorologico

nazionale. La rosa dei venti è una sintesi grafica delle velocità del vento

locale e delle direzioni relative ad un sito specifico, basata su misurazioni

durante un periodo di tempo più lungo (Vedi Figura 2.2).

La velocità del vento, misurata nella stazione meteorologica situata ad

un’altezza di 10m in una zona pianeggiante di aperta campagna, può

essere trasferita a una velocità del vento in area urbana ad una data

altezza (H), se si usa la Tabella 2.3. H è l’altezza da terra in un’area

Grafico della velocità del vento per

Figura 2.1: urbana e S è la relazione tra la velocità del vento nell’area urbana ad

tre tipi diversi di terreno. La rugosità α è

maggiore in una città densamente popolata un’altezza H (V ) e la velocità del vento in una zona aperta e

H

con ampi edifici ). Così S = V /V

pianeggiante di campagna a 10 m di altezza (V

10 H 10. 8

Tabella 2.3:

Occorre notare che i dati della Tabella 2.3 sono validi solo per altezze al / V per varie altezze H per

valori di S = V

H 10

un’area urbana e suburbana.

di sopra dell’area urbana (superiori ai tetti) e non in luoghi in cui ostacoli

locali come edifici dominano l’ambiente ventilato. La tabella 2.3 può H [m] S(suburbano) S(urbano)

essere, quindi, usata per calcolare le condizioni del vento al di sopra

dell’altezza dei tetti, nell’area in cui è situato lo spazio aperto; non può

essere usata per calcolare le condizioni del vento in una zona pedonale 10 0.6 0.36

nello spazio. 20 0.73 0.47

o V possono essere trasferiti ad una velocità e direzione del vento

V

H 10 30 0.82 0.55

nella zona pedonale mediante il test della galleria del vento o avanzati

calcoli CFD. In alternativa si devono usare i diagrammi che mostrano 40 0.89 0.62

o V e la velocità del vento nella zona pedonale.

semplici relazioni tra V

H 10 50 0.94 0.68

(es. 1,2,6), che derivano da misurazioni o calcoli. Tuttavia, occorre notare 60 0.99 0.73

che è poco consigliabile trasferire i risultati da uno studio generico o da

un caso specifico ad un altro spazio nella situazione reale progettuale. 70 1.04 0.77

Il flusso del vento nella zona pedonale di aree urbane é un sistema 80 1.08 0.82

alquanto complesso e persino lievi cambiamenti nella configurazione 90 1.11 0.86

dello spazio o della zona circostante può drammaticamente modificare la 100 1.14 0.89

struttura del vento nello spazio. È, pertanto, estremamente importante

analizzare ogni spazio come un caso isolato. 110 1.18 0.93

120 1.21 0.96

130 1.24 0.99

2.3 Test su ambienti a scala reale, test in galleria del vento o

simulazioni complesse 140 1.27 1.02

150 1.29 1.05

Esistono diverse possibilità per valutare la distribuzione del vento in uno Per esempio, la velocità del vento a 100 m di

spazio aperto. È possibile o eseguire misurazioni (in sito o in galleria del altezza in un’area urbana corrisponde all’89%

vento) oppure utilizzare un modello computerizzato per simulare il flusso della velocità del vento a 10m di altezza in una

dell’aria. zona pianeggiante di campagna.

Le misurazioni in sito offrono il vantaggio di ottenere risultati da una

situazione reale in cui viene compresa l’influenza di tutti gli edifici e gli

ostacoli. Lo svantaggio consiste nel fatto che può essere piuttosto

dispendioso, poiché il periodo di misurazione in condizioni ideali

dovrebbe essere lungo abbastanza da coprire le combinazioni più

frequenti della velocità e della direzione del vento, cosicché diventa

necessario avere un numero elevato di punti di misurazione. Inoltre, è

difficile o impossibile testare nuove soluzioni progettuali.

I test della galleria del vento offrono il vantaggio di poter ottenere

abbastanza velocemente risultati attendibili per un numero elevato di

combinazioni delle velocità e direzioni del vento. È inoltre possibile

testare l’ambiente del vento in nuove aree quando si è ancora nella fase

di progettazione, e provare nuove soluzioni progettuali. Tuttavia, è

essenziale utilizzare un laboratorio del vento sperimentato e costruire un

preciso modello dell’area interessata e della zona circostante. I test della

galleria del vento, pertanto, possono essere dispendiosi in termini di

tempo e di denaro.

Un’alternativa ai test della galleria del vento è quella di costruire un

modello computerizzato dello spazio e dell’area circostante per simulare

il flusso d’aria – una sorta di galleria del vento virtuale. I programmi per

questo tipo di simulazioni sono chiamati “Computational Fluid

Dynamics”(CFD), il cui vantaggio consiste nel poter valutare quasi tutti i

tipi di combinazione della velocità e direzione del vento, della

configurazione fisica dello spazio e della zona circostante. Tuttavia, i

calcoli richiedono molta potenza del computer ed è essenziale essere

esperti nell’uso del software e nella comprensione dei complicati

problemi del flusso d’aria. Rosa dei venti con la tabella dati,

Figura 2.2:

aeroporto di Copenhagen (DK), tutto l’anno (1993-

2002). Per esempio, per circa il 4% dell’anno, il vento

proviene da Ovest con una velocità superiore ai

7,5m/s. Fonte: Istituto meteorologico danese. 9

2.4 Esempio di analisi con CFD delle condizioni del vento

L’obiettivo dell’esempio studiato consiste nel valutare l’effetto di parametri

diversi sulle condizioni del vento a livello pedonale (1.5m al di sopra da

terra), su uno spazio quadrato circondato da edifici. La topografia degli

isolati circostante è inclusa nel modello CFD per poter esaminare l’effetto

delle strutture urbane circostanti (Figura 2.3). L’altezza degli isolati vicini

è di 18m (H ).

isolati vicini

Lo studio interessa I seguenti parametri: 2 2

1. Le dimensioni della piazza (A ): 1600 m e 3600 m

piazza ): 2,5

2. La velocità del vento in aperta campagna a 10m di altezza (V

Presentazione grafica del modello

Figura 2.3: 10

-1 -1

CFD con le direzioni del vento (0°, 15°, 30°, 45°). e 5 m.s .

m.s

La piazza è collocata al centro dello schema, 3. L’altezza degli edifici limitrofi (H ): 9 m, 18 m, 27 m.

confine

circondata da quartieri suburbani rappresentati 4. La direzione del vento: 0°, 15°, 30°, 45°. (Figura 2.3).

come blocchi di edifici rettangolari di altezza pari 5. L’ampiezza e l’ubicazione delle quattro aperture della piazza (Figura

a18m. 2.4 e 2.5).

2.4.1 Osservazioni e conclusioni del presente studio

Osservazioni:

• Più grande é la piazza– più elevata è la velocità del vento nello

e velocità del

spazio. Esiste quasi una relazione lineare tra A

piazza

vento.

• Più grande è la piazza – più turbolento è il flusso di vento.

• – più elevata è la velocità del

Più elevata è la velocità del ventoV

10

vento nella piazza, con una relazione quasi lineare tra V10 e la

Piazza con aperture al centro

Figura 2.4: velocità del vento.

Larghezza: 10m, 14m, 21m. • La struttura del flusso e il livello di turbolenza non subiscono quasi

nessuna influenza da V

10.

• Più alti sono gli edifici di confine paragonati agli isolati vicini –più

elevata é la velocità del vento sulla piazza ( Figura 2.6).

• Più alti sono gli edifici di confine paragonati agli isolati vicini – più

Piazza con aperture negli angoli.

Figura 2.5: elevata é la turbolenza del vento (Figura 2.7).

Larghezza: 7 m, 14m, 21m. • Non esiste una relazione chiara tra la direzione globale del vento e la

velocità del vento nella piazza (vedi Figura 2.6).

• Più ampio è l’angolo di entrata del vento – più elevata é la turbolenza

del vento. Vi è chiaramente la tendenza che la struttura del flusso

diventi tanto più caotica quanto più la direzione globale del vento si

discosta dal principale orientamento dello spazio.

• Non esiste una relazione chiara tra la velocità del vento sullo spazio

e l’ubicazione delle aperture dello spazio.

V(Max) / V(10)

0,60 • Le aperture agli angoli della piazza offrono una struttura del flusso

più turbolenta rispetto alle aperture al centro della piazza (Figura

0,40 2.8).

• Più grandi sono le aperture - più turbolenta é la struttura del vento

0,20 nella piazza.

45° 30°

15° 0° Conclusioni – la piazza dovrebbe essere progettata:

0,00 •

0,25 0,75 1,25 1,75 Più piccola possibile. Più grande è la piazza – più ventilato è

H(Boundary) / H(Neighbourhood) l’ambiente.

• Con edifici limitrofi più bassi del quartiere circostante. Quanto più gli

/V come funzione di H

V

Figura 2.6: Max 10 confine edifici raggiungono altezze superiori al quartiere – tanto più

/H. La velocità più bassa del vento è

isolati vicini l’ambiente sarà esposto al vento.

presente quando gli edifici di confine sono

più bassi degli isolati vicini circostanti. Es. • Con aperture al centro dello spazio e con l’asse maggiore della

si aggira intorno al 20% di V in questa

V Max 10 piazza parallelo alla direzione dominante del vento e all’orientamento

situazione. dominante dell’allineamento della strada circostante. 10

2.5 Parametri del progetto, suggerimenti e soluzioni

2.5.1 Parametri del progetto.

Quando ci si accinge a valutare le condizioni del vento in uno spazio

aperto occorre tenere in considerazione un numero di parametri di

carattere globale.

La collocazione geografica, o la zona climatica a cui appartiene lo spazio

aperto. Un certo livello di vento è desiderabile o indesiderabile? Si tratta

di un’area esposta al vento in cui ci si può aspettare elevate velocità del

vento?

Il tipo di spazio, ad esempio la forma dello spazio e le caratteristiche

dell’area circostante. Lo spazio è riparato o situato in un’area aperta? Gli

edifici circostanti possono influire sulla struttura del vento nello spazio

aperto?

L’ultimo parametro da tenere presente è il tipo d’uso, ad esempio chi usa

lo spazio, quando viene utilizzato e per quale scopo? Un parco è un

esempio di uno spazio aperto in cui gli utenti sono invitati a stare per

periodi prolungati, che impone richieste elevate all’ambiente esterno.

2.5.2 Suggerimenti sul progetto Grafico di vettore che mostra la

Figura 2.7:

direzione e la velocità del vento sulla piazza.

È importante trattare ogni spazio come un caso ipotetico. In tal modo è Altezza degli edifici di confine: 9 m (punto

più alto) e 27m (direzione del vento di 15°).

difficile offrire suggerimenti dettagliati per quanto riguarda il progetto di Quanto più alti sono gli edifici di confine,

spazi urbani. Tuttavia, è possibile dare raccomandazioni sommarie su ciò paragonati agli isolati vicini , tanto più

di cui il progettista dovrebbe avere consapevolezza. elevata sarà la turbolenza del vento.

Evitare di collocare uno spazio urbano accanto ad edifici più alti

dell’altezza media dell’area urbana circostante. Tali edifici possono dare

origine ad un flusso di vento verticale spiacevole che soffia lungo la

facciata dell’edificio (effetto spazzata) e ad un vento di alta velocità

attorno agli angoli dell’edificio (Figura 2.9). Quanto più alto sarà l’edificio

tanto più alta sarà la velocità del vento. Il risultato può essere un

ambiente esposto al vento attorno alla base e agli angoli dell’edificio e un

flusso di vento orizzontale che soffia lontano dall’edificio in direzione

opposta rispetto alla principale direzione del vento (l’effetto Saggio). Tra

le contromisure prima di tutto vi è quella di costruire ad un livello più

basso. Se non si potrà evitare un edificio alto, una possibilità consisterà

allora nell’introdurre una struttura che potrà deviare l’effetto spazzata, ad

esempio una veranda (Figura 2.10). È difficile evitare gli effetti collaterali

ma, ad altezza pedonale, essi possono essere ridotti utilizzando

frangivento.

Evitare di collocare uno spazio urbano in aperta relazione con strade

lunghe e lineari. Strutture urbane lineari come edifici lungo una strada

possono provocare un effetto a canale in cui il vento può aumentare di

velocità e causare un ambiente spiacevole. L’effetto può aver luogo

quando le strade superano la lunghezza dei 100-125m [4]. L’effetto sarà

addirittura peggiore se le strade formano un imbuto (effetto Venturi, vedi

Figura 2.11). Tra le contromisure vi sono, per esempio: evitare l’aperta

comunicazione tra lo spazio e la strada, accorciare la strada (nuove

aree), evitare di costruire la strada con l’asse principale nella direzione

del vento dominante, interrompere l’allineamento della strada

(allineamenti curvi non sono adatti poiché la resistenza del vento è bassa

in tali strade) e sistemare piante lungo la strada al aumentare la Grafico del vettore che mostra la

Figura 2.8:

resistenza del vento. direzione e velocità del vento nella piazza,

con un’apertura di dimensioni medie

Passaggi che conducono in uno spazio aperto realizzati tra o sotto edifici collocata al centro (punto più alto)e

possono inoltre formare una sorta di imbuto in cui il vento può aumentare all’angolo della piazza (direzione del vento

di velocità e creare in tal modo un ambiente ventilato spiacevole. Questo di 15°). Le aperture agli angoli offrono la

struttura del flusso più turbolento.

effetto può peggiorare drammaticamente in comunicazione con edifici alti

o lunghe strade lineari (Vedi sopra). 11

Le dimensioni degli spazi urbani possono essere concepite in modo tale

che il vento soffi principalmente al di sopra dello spazio e non dentro di

esso creando condizioni disagevoli nella zona pedonale. Questo viene

chiamato effetto maglia [4, 5] Un importante fattore è la relazione tra

l’area dello spazio urbano e l’altezza degli edifici limitrofi (o altre strutture

urbane quali le barriere frangivento), che può essere rappresentata

2

/ (H ) = K.

come: A

spazio confine

K è una costante priva di dimensioni che non dovrebbe essere più alta di

6. E’ importante che l’ampiezza delle aperture della piazza non siano più

larghe del 25% della lunghezza del perimetro dello spazio. Un esempio è

= 18 m. In

quello dello spazio quadrato nell Paragrafo 1.4 dove l’H confine 2

questo caso l’area massima della piazza dovrebbe essere A = 18 x 6

spazio

2 2

(44 x 44 m ) e l’ampiezza massima dell’apertura = 0,25 x 4 x 44

=1944m

= 44m. Con quattro aperture della stessa misura essa offre un’ampiezza

di 44/4 = 11 m per apertura. Certamente è preferibile che l’apertura/e non

Struttura del vento attorno ad

Figura 2.9:

un edificio alto e ad uno basso. siano esposte alla direzione dominante del vento. L’effetto maglia è

inoltre valido per altre forme che non siano quadrate e rettangolari. Esiste

una complicata relazione tra la struttura del vento nella zona pedonale e

W ), l’altezza delle

la lunghezza e ampiezza dello spazio (L

Spazio, Spazio

strutture limitrofe (H ) e la direzione del vento. Uno studio sulla

confine

galleria del vento relativo a spazi rettangolari ha dimostrato [6] che con

/ H = 1-4), la lunghezza

spazi stretti e di media ampiezza (W

Spazio confine

ottimale dello spazio è 4-5 volte l’altezza degli edifici di confine. Con ampi

spazi (W / H = 8), la lunghezza ottimale dello spazio è 6-8 volte

Spazio confine

l’altezza dell’area di confine.

Strutture frangivento possono essere usate per proteggere la zona

pedonale in uno spazio urbano dalla elevata velocità e turbolenza del

vento, e possono essere sia strutture solide (edifici, muri etc.) che

permeabili (vegetazione, recinzioni aperte etc). Solide strutture

frangivento possono offrire un buon riparo vicino alla struttura, ma

Esempio di contromisura per

Figura 2.10: tendono anche a causare alta velocità del vento e turbolenza più lontano.

l’effetto di dilavamento – veranda alla base

dell’ alto edificio. Per tale motivo, in molti casi, è preferibile usare frangivento permeabili.

La vegetazione rappresenta un frangivento molto efficace poiché i rami e

le foglie rallentano il vento senza creare molta turbolenza (Figura 2.12).

Studi hanno dimostrato che fasce medie di piante vicine offrono un riparo

migliore e più uniforme (50-65% dell’area aperta) [7]. È importante che la

fascia di piante offra lo stesso riparo per tutta l’altezza. Potrebbe, quindi,

essere necessario combinare diversi tipi di vegetazione, ad esempio

usare alberi per offrire riparo in altezza e cespugli / piante arbustive per

riparare la zona vicino al suolo. Tali insiemi di piante possono offrire un

buon riparo ad una distanza dalla recinzione di 4-5 volte l’altezza della

cinta [4]. Recinzioni permeabili possono rappresentare, inoltre, una

buona soluzione progettuale. Studi hanno dimostrato che recinzioni con il

35-40% di area aperta offrono il riparo migliore [4]. È importante che le

fessure nella barriera siano distribuite lungo tutta l’area dello stesso, in

modo tale che diverse fessure di piccole dimensioni possano dare origine

Un caso speciale dell’effetto di ad un struttura del vento più semplice rispetto a una piccola quantità di

Figura 2.11:

canalizzazione – l’effetto Venturi. fessure larghe.

2.6 Checklist

• Definire la zona climatica, il tipo di spazio e il tipo d’uso.

• Definire i criteri di comfort appropriati per lo spazio - i criteri

potrebbero essere diversi per le diverse parti dello spazio (Tabella

2.1).

• Calcolare le statistiche del vento per il sito (media della velocità del

secondo la stazione meteorologica vicina e secondo il

vento V

10)

Vegetazione come frangivento. grafico della velocità per l’area circostante (Figura 2.1 e Tabella 2.2).

Figura 2.12: 12

• Analizzare in che modo il quartiere e lo spazio influiranno sulle

condizioni del vento sullo spazio utilizzando misurazioni su scala

globale, test della galleria del vento, calcoli CFD o semplici

suggerimenti sul progetto (es. Sezione 2.4 e 2.5).

• Confrontare i risultati dell’analisi con i criteri di comfort e modifica la

configurazione dello spazio e della zona circostante se le condizioni

non sono accettabili.

2.7 Bibliografia

[1] Penwarden, A.D. and Wise, A.F.E. (1975). Wind environment around buildings.

Department of the Environment BRE, Her Majesty’s Stationery Office, London.

[2] Bjerregaard, E. and Nielsen, F. (1981). SBI direction 128 Wind environment around

buildings. (In Danish): Danish Buildings Research Institute, Hørsholm.

[3] Davenport, A.G. (1972). An Approach to Human Comfort Criteria for Environmental

Wind Conditions, Swedish National Building Research Institute, Stockholm.

[4] Houlberg, C. (1979). An introduction to wind environment part II: Wind and Shelter

in Built-up Aareas with commented stock of bibliography for BSA. (In Danish): The

Royal Danish Academy of Fine Arts, Copenhagen.

[5] Gandemer, J. (1977). Wind environment around buildings: Aerodynamic concepts,

Proc.: Fourth International Conference on Wind Effects on Buildings and Structures,

Cambridge University Press.

[6] Smith, F. and Wilson, C.B. (1977). A parametric study of airflow within rectangular

walled enclosures, Building and Environment, Vol. 12, pp. 223-230.

[7] Houlberg, C. (1976). An introduction to wind environment part I: Living fences and

windscreens with commented stock of bibliography, 2nd edition. (In Danish): The

Royal Danish Academy of Fine Arts, Copenhagen. 13

3. V D C R N S U

ALUTAZIONI ELLE ONDIZIONI ADIANTI ELLO PAZIO RBANO

3.1 Introduzione

La rinnovata attenzione alla qualità degli spazi urbani è legata alla

necessità emergente, migliorare le relazioni sociali per un ambiente fisico

comfortevole. Esistono alcuni studi analitici che permettono di valutare i

requisiti di comfort in relazione al microclima urbano specifico generato

da morfologia, materiali, acqua e vegetazione, ma sfortunatamente non

disponibili o troppo complessi per essere utilizzati nella comune prassi

progettuale.

Le condizioni di comfort nello spazio urbano sono determinate da un mix

di aspetti sociali, fisiologici e psicologici oggetto di studio della ricerca

RUROS [1], [2], [3]. Gli aspetti psicologici riguardano sostanzialmente

l’adattamento al microclima locale.

Materiali utilizzati, specifici dell’ambiente urbano (in un senso più ampio:

materiali degli edifici, sistemi di ombreggiamento, vegetazione), giocano

Figura. 3.1: andamento spaziale e temporale un ruolo importante nel modificare il microclima e le condizioni di comfort.

dell’ombra sovrapposto alla sezione stradale Le temperature delle superfici influenzano il bilancio e il comfort termico

orientata in asse NS attraverso gli scambi radianti che sono dominanti negli ambienti poco

ventosi, come quello la maggior parte degli spazi urbani a livello

pedonale.

Mentre l’effetto generale sul microclima dovuto ai materiali degli edifici in

un contesto urbano specifico è stato sufficientemente indagato dalla

microclimatologia (effetto di isola di calore urbano, scambio di flussi

radianti nei canyon urbani ecc.), l’effetto dei nuovi materiali ad alta

efficienza viene studiato solo da poco tempo [4]. Tuttavia questi studi

non sono direttamente utilizzabili nella pratica progettuale urbana

perché derivano da misure su spazi specifici o simulazioni realizzate con

programmi di calcolo di complessità elevata.

orientamento EO - ore: 3 p.m. Obiettivo delle linee guida è quello di fornire un metodo grafico

50

45 semplificato che permetta al progettista di sviluppare una sensibilità

40 all’aspetto del “radiante” che interagisca con il progetto di spazi urbani

35

30 termicamente confortevoli.

25

20 In altre parole lo strumento proposto vuole aiutare il progettista a

15

10 valutare, a grandi linee, se i requisiti di comfort termico del progetto

5 vengono soddisfatti oppure no, dando indicazione sulla variazione,

0 0,06 0,17 0,28 0,39 0,50 0,61 0,72 0,72 0,61 0,50 0,39 0,28 0,17 0,06 tendenzialità di MRT in funzione dell’uso di differenti materiali (e

H/D morfologia).

Copenhagen Milan Athens

Figura.3.2: Andamento della MRT nelle curve di 3.2 Una metodologia per valutare le condizioni radianti

riferimento orientate secondo l’ asse EO E’ stato messo a punto uno strumento grafico semplificato per valutare le

condizioni radianti nel contesto urbano basato su numerose simulazioni

orientamento NS -ore: 3 p.m.

48 realizzate con il software Solene [5]. Il risultato è basato su una

43 valutazione approssimata dell’MRT che può facilmente essere utilizzato

38 come dato per calcolare gli indici di comfort, come il PET ecc. [6].

33 Obiettivo della ricerca è quello di indagare la variazione spaziale e

28 temporale del campo radiante legate all’uso di differenti materiali e le loro

23 proprietà fisiche nella nuova progettazione o nella riqualificazione di spazi

18 esistenti. Sono state prese in considerazione le tre principali aree

13 climatiche europee: nord, centro e sud Europa, rappresentate dalle città

8 0,05 0,16 0,27 0,38 0,5 0,6 0,72 0,72 0,61 0,5 0,38 0,27 0,16 0,05 Copenhagen, Milano e Atene.

H/D La condizione di riferimento è data dal valore di MRT costante che si

Copenhagen Milan Athens determina in un piano orizzontale illimitato, senza ostruzioni/limiti

Figura. 3.3: Andamento della MRT nelle verticali. Un piano verticale (che rappresenta la facciata di un edificio)

curve di riferimento orientate secondo l’ asse modifica il valore di MRT attorno allo spazio a seconda delle dimensioni,

NS l’orientamento e i materiali che lo caratterizzano (Fig 3.2, 3.3).

Il modello considera differenti configurazioni spaziali che vanno da una

strada di larghezza infinita (con 1 sola facciata), a una stretta, a piazze

(incroci di strade), in cui si valuta l’effetto d’angolo. 14

Le dimensioni degli spazi sono espresse in termini di rapporto H/D.

Le variabili usate nella simulazione sono:

• latitudine (Copenhagen, Milano, Atene)

• orientamento delle pareti verticali (S-N, E-O)

• albedo della pavimentazione (0.2, 0.8)

• dimensioni delle strade (100, 50, 26, 16, 12 larghezza, altezza 18

metri)

• effetto d’angolo per piazze (30x30, 60x60, 30x60 e 60x30, altezza 18

metri)

Le simulazioni sono sempre state realizzate considerando condizioni di

-1

), come tipicamente avviene nel contesto

vento leggero (< 1,5 m.s

urbano di una giornata estiva, così come il giorno considerato è quello

più caldo. (vedere Tabella 3.1).

Tabella 3.1: Temperatura dell’aria in cinque momenti della giornata a Milano, Atene e

Copenhagen [7]

Figura 3.4: Variazione dellaf MRT nelle

strade di riferimento– Orientamento EO – Temperatura aria (°C) Milano Atene Copenhagen

mattino Mattino 24 26 20

Pranzo 30.5 33.5 24.5

Pomeriggio 32.5 37 25.5

Sera 29 33.5 22.5

Notte 22 24.5 17

Il giorno è stato suddiviso in 5 intervalli temporali; ogni intervallo

comprende periodi con condizioni simili: mattina, pranzo, pomeriggio,

sera e notte. Per ogni periodo sono stati valutati i valori di MRT all’ombra

e al sole. All’interno di questi periodi le condizioni radianti sono

considerate costanti essendo le variazioni controllate da meccanismi di

adattamento psicologico e fisiologico.

Nella realtà il valore di MRT può variare anche significativamente tra aree

vicine tra loro a causa della differente esposizione alla radiazione. I valori

medi di MRT sono riportati nella tabella assieme alle variazioni attese

all’interno dell’intervallo di tempo.

Figura 3.5: Variazione dellaf MRT nelle strade

di riferimento– Orientamento NS –mattino 3.3 I criteri di valutazione

Zone climatiche: le tre città europee prese in considerazione sono:

Copenhagen (55° Lat.), Milano (45° Lat.) e Atene (37° Lat.).

Tipi di materiale: i materiali sono raggruppati in due classi basate

sull’albedo e la capacità termica. i materiali definiti “freschi” sono

generalmente chiari di colore e con un alto valore di capacità termica,

mentre quelli definiti come “caldi” hanno un colore scuro e una bassa

capacità termica.

La progettazione urbana tradizionale di solito sceglie i materiali in base ai

requisiti tecnici che rispondono a bisogni/usi e alla legislazione locale in

termini di percezione visiva, sicurezza, salute, costi, ecc., mentre i

requisiti ambientali non sono compresi. Se si vuole promuovere il

controllo del comfort negli spazi esterni bisogna associare requisiti tecnici

basilari con quelli ambientali, per esempio:

controllo della radiazione attraverso il colore (albedo), capacità termica e

il peso.

Il metodo considera il materiale di pavimentazione più usato, che è il

calcestruzzo. Questo materiale è definito in termini di calore specifico

-1 -1 -3 -1 -1

K ), densità (2200 kg.m ) e conducibilità (0,9 W.m K ).

(1000 J.kg

La variazione della distribuzione della radiazione è in termini di albedo

Figura 3.6: Variazione dellaf MRT nelle strade

di riferimento– Orientamento EO – ora di (quantità di radiazione riflessa). In particolare sono stati presi in

pranzo 15

considerazione 2 materiali, uno che riflette l’80% della radiazione (colore

chiaro) e uno che ne riflette il 20% (colore scuro) (Tabella 3.2).

Tabella 3.2: Classificazione dei materiali in tre categorie secondo i di albedo [8]

Albedo Albedo Albedo

0.1 – 0.3 0.4 – 0.6 0.7 – 0.9

Asfalto nero Cemento chiaro Pietra calcarea

Cemento scuro Rame ossidato Marmo bianco

Superfici Erba Mattoni rossi Pittura bianca

Ardesia Pietra

Tipo di spazio: il metodo è adatto per la progettazione di spazi urbani

come strade e piccole piazze. E’ stata presa in considerazione un’ampia

gamma di strade con differenti rapporti dimensionali H/D: molto basso

(0.06) per strade molto ampie nelle quali un fronte non influenza in alcun

modo il comportamento radiante in prossimità dell’altro fronte, ad un

Figura 3.7: Variazione dellaf MRT nelle strade rapporto molto più alto (0.72) in cui esiste un’influenza reciproca fra i due

di riferimento– Orientamento NS - ora di pranzo fronti degli edifici e sul parterre.

L’aspetto interessante da valutare invece nelle piazze chiuse è l’effetto

d’angolo dovuto all’incrocio tra due fronti perpendicolari che formano una

nicchia microclimatica.

Il comportamento termico di una nicchia viene valutato come una

variazione rispetto alla strada corrispondente con lo stesso rapporto

dimensionale.

Le piazze con angoli aperti hanno un comportamento più simile alle

strade a causa dell’accesso solare dai lati aperti.

Tipo d’uso: il metodo aiuta il progettista a localizzare attività e

attrezzature nello spazio urbano tenendo in considerazione il comfort

termico, in particolare per quanto riguarda le attività “situate” a basso

metabolismo - leggere, chiacchierare – come quelle ad alto metabolismo,

come per esempio il gioco dei bambini. Per quel che riguarda le attività di

spostamento, come il camminare o il jogging, possono essere

considerate come critiche [9].

Tempo: sono stati considerati 5 periodi che comprendono l’intera

giornata: mattina, pranzo, pomeriggio, sera e notte.

3.4 La vegetazione

Figura 3.8: Variazione dellaf MRT nelle strade Il principale effetto della vegetazione urbana è la capacità di schermare la

di riferimento– Orientamento EO – pomeriggio radiazione solare (la maggior parte degli alberi a foglia caduca in estate

hanno un coefficiente di trasmissività intorno al 2-5%) e avere una

temperatura della superficie fogliare molto vicina a quella dell’aria, che

significa 20°-35°C sotto la temperatura superficiale di molti materiali

urbani comunemente utilizzati (asfalto, blocchi di calcestruzzo, ecc.).

Come risultato la temperatura radiante rilevata con il globo termometro

sotto un grande albero è di solito 15-20°C inferiore alla temperatura

rilevata con il globo termometro nello stesso posto, ma soleggiato.

L’effetto microclimatico della vegetazione dipende anche dalla crescita e

dal tipo di vegetazione: rispetto alla temperatura dell’aria, un albero

maturo ha una temperatura superficiale di poco inferiore, mentre un

albero giovane o di una pergola la superano di poco.

3.5 Applicazione del metodo semplificato per valutare l’MRT

Il metodo per valutare le condizioni di comfort termico nello spazio

urbano è semplice da utilizzare e di tipo grafico. Il metodo fornisce

informazioni in merito ai valori di MRT e alle variazioni in un periodo

definito (Figs 3.9 e 3.12-3.15), cioè una giornata estiva soleggiata, in

funzione (i) della latitudine, (ii) dell’albedo della pavimentazione, (iii) della

protezione solare e (iv) della geometria (v) dello spazio.

Figura 3.9: Variazione dellaf MRT nelle strade 16

di riferimento– Orientamento NS - pomeriggio I passaggi per l’applicazione del metodo sono i seguenti:

1. definire l’area geografica in cui si colloca lo spazio da analizzare,

2. verificare l’orientamento dello spazio urbano e la sezione in termini di

rapporto H/D,

3. definire il periodo all’interno della giornata,

4. leggere nella tabella appropriata il valore di MRT.

Figura 3.10: Variazione della MRT al centro Figura 3.11: Variazione della MRT agli angoli della piazza di differenti dimensioni e

della piazza di differenti dimensioni e geometria geometria con riferimento a strade di simili rapporti dimensionali e orientamento

con riferimento a strade di simili rapporti

dimensionali e orientamento il valore di MRT e la variazione media, come funzione dell’albedo e della

protezione solare puntuale, si può leggere nelle tabelle (Fig 3.4 -3.9 e

3.12-3.15).

I valori di MRT sono riferiti a: i) zone completamente in ombra, ii) zone

soleggiate e iii) zone soleggiate in cui si è adottata una protezione

puntuale dalla radiazione diretta. Le condizioni intermedie, per esempio

una protezione del 50% della radiazione totale si ottengono come

interpolazione tra i due valori. Le Tabelle 3.10 e 3.11 riportano le

variazioni di MRT in diversi punti di una piazza come differenza di valori

rispetto alla MRT della strada con H/D e orientamento corrispondente.

Sono state simulate quattro piazze con differenti dimensioni e

orientamento. Per ogni piazza sono state riportate le differenze le

differenze nei 5 punti che rappresentano le nicchie microclimatiche

(centro e angoli).

Un esempio: se consideriamo una strada a Milano larga 50 metri, con

edifici prospicienti alti 18, orientata secondo l’asse NS il valore che ci si

Figura 3.12: Variazione dellaf MRT nelle strade aspetta durante la mattina è intorno ai 24°C con una variazione di ± 3°C

di riferimento– Orientamento EO - sera nell’area soleggiata e di 12.5°C all’ombra. Al sole, sotto una schermatura

puntuale il valore di MRT è di 15°C ± 1°C. 17

Se si considera una piazza rettangolare di 30x60 metri, con gli edifici alti

18 metri, a Milano, la MRT al mattino sarà 0,5 °C più alta nell’angolo SE

(all’ombra) se confrontato con il valore della strada di dimensione simile.

Nello stesso intervallo di tempo la MRT nell’angolo NE sarà più alta di

13°C.

3.6 Legislazione (lineeguida)

2001. TOROC (Comitato organizzativo per i XX giochi olimpici invernali) -

Linee guida di sostenibilità nel progetto, nella costruzione e nell'esercizio

dei villaggi olimpici".

2003. ITACA. Protocollo ITACA (Istituto per la Trasparenza,

Figura 3.13: Variazione dellaf MRT nelle strade l’Aggiornamento e la Certificazione degli Appalti)- Gruppo di lavoro

di riferimento– Orientamento NS sera interregionale in materia di bioedilizia. “Protocollo ITACA” per la

valutazione della qualità energetica ed ambientale di un edificio

3.7 Cecklist

• Nicchie microclimatiche

• Condizioni radianti

• Albedo della pavimentazione

• Morfologia

Figura 3.14: Variazione dellaf MRT nelle strade 3.8 Riferimenti bibliografici

di riferimento– Orientamento EO – notte [1] Nikolopoulou, M. and Steemers, K. (2003). Thermal comfort and psychological

adaptation as a guide for designing urban spaces, Energy and Buildings, Vol. 35,

No.1.

[2] Katzshner, L. (2002). Bioclimatic characterization of urban microclimates for the

usage of open spaces, Proc.: Architectural and Urban Ambient Environment,

Nantes.

[3] Scudo, G., Rogora, A. and Dessì, V. (2002). Thermal comfort perception and

evaluation in urban space, Proc.: EPIC 2002 AIVC, Lyon.

[4] Asaeda, T. and Ca Thanh, V. (1996). Heat storage of pavements and its effect on

the lower atmosphere, Atmospheric Environment, Vol. 3°, No 3.

[5] SOLENE++ Guide d’Utilisation, Laboratoire CERMA, École d’ Architecture de

Nantes.

Figura 3.15: Variazione dellaf MRT nelle strade [6] Dessì, V. (2001). Evaluation of microclimate and thermal comfort in open space,

di riferimento– Orientamento NS – notte th

Passive and Low Energy Architecture (PLEA) International Conference,

Proc.: 18

Florianópolis.

[7] http://www.meteotest.ch

[8] Santamouris M. and Doulos L. (2001). Comparative Study of Almost 70 Different

Materials for Streets and Pavements, M.Sc. Final Report, University of Athens,

Department of Physics, Athens.

[9] Dessì, V. (2002). People’s behaviour in an open space as design indicator –

comparison between thermal comfort simulation and users’ behaviour in an open

th Passive and Low Energy

space, Design with the environment, Proc.: 19

Architecture (PLEA) International Conference, Toulouse.

temperatura aria - Milano

temperatura aria - Atene

temperatura aria - Copenhagen 18

4. M U

ORFOLOGIA RBANA

4.1 Introduzione

Le ricerche svolte presso il Martin Centre di Cambridge hanno dimostrato

che l’applicazione innovativa di tecniche di elaborazione delle immagini al

tessuto urbano tridimensionale consente di creare dei nessi, a livello

semplificato, tra forma urbana e caratteristiche microclimatiche. Più

Figura 4.1: Modello tridimensionale dell’All specificatamente, i parametri di forma urbana sono stati ottenuti con l’uso

Saints Garden di Cambridge. di tecniche di elaborazione delle immagini che si sono rivelate di grande

utilità nell’analisi dei nessi tra la forma urbana e i diversi aspetti legati al

comfort ambientale, in particolare rispetto all’ambiente solare e a quello

eolico, nonché in termini di consumo energetico. Ciò consente di

ampliare le prospettive di studio dei microclimi urbani permettendo, senza

dover ricorrere a modelli complessi, di valutare l’impatto ambientale di

forme urbane alternative e di avanzare proposte di cambiamento.

I parametri ambientali che svolgono un ruolo centrale nella qualità della

vita in contesto urbano a livello di quartiere sono stati identificati in quegli

elementi che sono più direttamente influenzati dalle variazioni del

microclima causate dal processo di urbanizzazione. I principali fattori

microclimatici sono la temperatura (effetto isola di calore), l’esposizione

al sole, i movimenti eolici, l’ambiente acustico e la propagazione del

rumore in ambiente urbano. L’analisi morfologica dei centri urbani può

contribuire notevolmente alla valutazione di temperatura, sole e vento e

Figura 4.2: Modello di Elevazione Digitale fornire elementi di conoscenza relativamente alla propagazione del

(DEM). Una immagine 2D in scala di grigi rumore.

con valori da 0 (nero) a 255 (bianco),nero

e bianco corrispondono rispettivamente alle

altezze maggiori e minori dell’area. 4.2 Morfologia Urbana

Quando si parla di ‘morfologia urbana’ si intende semplicemente la forma

tridimensionale di un gruppo di edifici e gli spazi da essi creati. Questa

visione di fondo consente a urbanisti e progettisti di comprendere le

conseguenze di una progettazione strategica senza perdersi in dettagli

architettonici. La morfologia urbana riveste un’importanza fondamentale

in termini di microclima esterno.

Nella descrizione della morfologia urbana ci serviremo di una serie di

fattori descrittivi della forma che ci consentono di creare una correlazione

con la qualità dell’ambiente. Ad esempio, possiamo valutare l’influenza

della geometria architettonica sulla luce solare, il vento e il rumore negli

spazi aperti. L’obiettivo non è tanto una descrizione fisica dettagliata o la

complessità dei fenomeni, quanto la possibilità di definire relazioni

semplici.

Figura 4.3: Mappa del del suolo.Immagine

in bianco e nero. Nero (0) corrisponde

all’area costruita, bianco (1) allo spazio 4.3 Parametri morfologici e loro influenza sugli spazi urbani aperti

aperto. 4.3.1 Introduzione

Di seguito viene presentata e discussa una serie di parametri geometrici

e la loro relazione con il microclima urbano. Abbiamo concentrato la

nostra attenzione sui fattori morfologici che hanno maggior impatto sulla

qualità della vita degli spazi aperti. La Figura 4.4 riporta un elenco di

parametri morfologici e illustra il flusso di informazioni tra le varie mappe

di elaborazione delle immagini e come queste vengano sovrapposte e

combinate per fornire informazioni utili al processo di progettazione.

Come oggetto di questo studio sulla morfologia urbana è stato scelto l’All

Saint’s Garden di Cambridge, UK.

Utilizzando come input un modello tridimensionale (Figura 4.1), il Modello

di elevazione digitale (Digital Elevation Model - DEM) (Figura 4.2), la

mappa del suolo (Figura 4.3) e dati geografici e microclimatici, si sono

Figura 4.4: Mappa del Fattore ottenuti dati relativi ai tratti di cielo visibili annualmente e alla protezione

di Vista del cielo. I toni più chiari di grigio da sole e vento, che possono a loro volta essere ulteriormente elaborati

corrispondono a fattori di vista più elevati

(Algoritmo sviluppato da Ratti [1]). 19

Figura 4.5: Grafico del processo di analisi della morfologia urbana.

al fine di caratterizzare spazi aperti ed identificare aree che richiedono un

intervento progettuale. Tale caratterizzazione può inoltre essere di utilità

nell’elaborazione di strategie di progettazione rivolte a risolvere i problemi

legati alla morfologia urbana e al microclima.

4.3.2 Fattore di vista del cielo

Il fattore di vista del cielo (Sky View Factor – SVF) consiste

semplicemente nella misurazione tridimensionale dell’angolo solido della

vista del cielo da uno spazio urbano. Esso determina lo scambio di calore

radiante tra la città e il cielo. Se l’SVF è 1 significa che la vista del cielo è

totale, ad esempio all’aperto, con la conseguente stretta correlazione tra

temperature e valori metereologici. Se l’SVF è 0 significa che la vista del

cielo è totalmente ostruita e conseguentemente le temperature sono

fortemente legate al contesto urbano. Pertanto, in una cittadina

medievale con strade molto strette ci si può aspettare che il fattore SVF

sia elevato, intorno a 0.2, mentre in un ambiente urbano più aperto, con

strade ampie e vasti spazi, l’SVF sarà intorno allo 0.8. In una qualsiasi

città possono esserci dei valori tipici di SVF che determinano uno

scostamento generale di temperatura dai dati metereologici, ma possono Figura 4.6: Mappa della protezione solare I

grigi più scuri corrispondono alle zone con

altresì riscontrarsi fluttuazioni significative dell’SVF all’interno di uno una più elevata media annuale di ombra.

stesso tessuto urbano.

La Figura 4.4 illustra la mappatura dei fattori di vista del cielo del sito

oggetto del presente studio. In termini di progettazione, il fattore di vista

del cielo è direttamente correlato all’effetto isola di calore urbana [2]. Tale

fattore esercita una forte influenza sulle variazioni di temperatura

nell’ambiente urbano. In generale, un basso fattore di vista del cielo

implica un aumento dell’effetto di isola di calore, anche se vanno

considerati anche altri fattori, quali la necessità di ombra che può essere

soddisfatta ad esempio da strade strette.

Il fattore di vista del cielo può essere espresso anche in termini di

oscillazione di temperatura nella stagione estiva e mostra ambienti

termici più stabili (le zone nere hanno oscillazioni di temperatura minori)

rispetto a quelli che seguono più strettamente le condizioni sinottiche

(maggiore oscillazione termica). Negli ambienti più stabili, in particolare

ampi cortili riparati, le temperature estive risultano più basse

dell’ambiente circostante, confermando l’esistenza di isole di frescura

urbane. Tuttavia, in questi spazi occlusi, le temperature notturne sono

superiori a quelle dell’ambiente circostante e corrispondono all’intensità Figura 4.7: Mappa delle ore di sole. Tratta

dell’isola di calore urbana definita da Oke [2]. dalla mappa dell’ombreggiatura (Fig. 3.7);

ciascun colore corrisponde alla media delle

Visivamente, un fattore di vista del cielo elevato dà una sensazione di ore di esposizione al sole per ciascuna

“apertura” dello spazio esterno, un aspetto questo che assume notevole zona

rilevanza in termini di fruizione degli spazi aperti. 20

4.3.3 Protezione dal sole e ore di esposizione

Mappare l’ombreggiamento che protegge dal sole significa rilevare i dati

delle zone d’ombra per ogni ora della giornata una volta per stagione e

sovrapporre queste immagini per ottenere un profilo annuale di

ombreggiatura del sito in esame. La mappa d’ombreggiamento è riportata

nella Fig. 4.6. L’accesso alla luce solare e l’ombreggiamento sono

elementi importanti da considerare in fase di progettazione, soprattutto in

termini di radiazione e di irraggiamento. Poiché l’esposizione ai raggi

solari riveste un’importanza considerevole in termini di comfort termico, il

livello di esposizione al sole e di ombreggiamento, rappresentato da un

valore soglia di ore di ombra, costituisce un semplice indicatore di

diversità spaziale.

Figura 4.8: Mappa della protezione dal Dall’immagine di proiezione dell’ombra è possibile dimostrare per quante

vento. La mappa, derivata da istantanee di ore un’area urbana è esposta al sole. Al fine di semplificare l’immagine è

simulazione eolica di 12 diverse fonti di possibile generare delle mappe a curve di livello (Figura 4.7), stabilire

corrente, mostra la frequenza annuale

media delle correnti eoliche. Le zone più valori soglia e, da questi, definire zone in cui predomini l’esposizione al

scure corrispondono a quelle meno esposte sole o la presenza di ombra.

al vento. 4.3.4 Porosità e protezione dal vento

La ventosità rappresenta un altro importante parametro da tenere in

debita considerazione in fase di progettazione di un’area urbana. Il vento

Figura 4.9: Rosa dei venti di Cambridge può essere considerato sia un fattore positivo sia un fattore negativo,

secondo le condizioni climatiche generali di una zona e la stagione.

Poiché esso rappresenta un fattore facilmente percepibile nel microclima

urbano, il suo peso a livello di comfort termico è tutt’altro che trascurabile.

Per studiare il comportamento del vento in un centro urbano creiamo una

semplice galleria del vento virtuale che consenta di mappare le correnti

provenienti da 12 diverse direzioni e poi le sovrapponiamo per formare

un’unica mappa (Fig. 4.8). Ad ogni “istantanea” delle correnti eoliche è

assegnata una trasparenza proporzionale alla sua frequenza percentuale

proporzionale, tratta dalla rosa dei venti. Conseguentemente, una

protezione dal vento generata dalla direzione prevalente che questo

assume è più significativa di quella generata da una direzione

secondaria. Nel presente studio ci siamo avvalsi della rosa di

velocità/frequenza dei venti di Cambridge per mappare le protezioni dal

vento (Fig. 4.9). La mappa mostra alcune zone che sono

prevalentemente calme rispetto a quelle quasi sempre esposte ai venti.

Figura 4.10: Rosa di porosità. Illustra la La rosa di porosità riportata nella Fig. 4.10 costituisce un ulteriore

permeabilità dell’area calcolando il valore di indicatore delle correnti eoliche e della loro circolazione nel sito, che si

ostruzione degli edifici da ogni direzione. La

lunghezza della freccia indica il livello di basa sugli ostacoli alla circolazione eolica nelle diverse direzioni costituiti

porosità. dalla presenza di edifici. Un livello di permeabilità più elevato in una

determinata direzione indica corridoi di passaggio del vento. Quando c’è

coincidenza con le rose dei venti se ne possono dedurre indicazioni su

velocità e potenza del vento.

4.3.5 Campo di visibilità

La mappa della visibilità (Fig. 4.11) illustra semplicemente le superfici

visibili dal centro del sito. Queste mappe di visibilità rappresentano un

fattore di progettazione molto importante quando si valutano gli stimoli

visivi percepiti da un utente in uno spazio urbano

4.3.6 Diversità ambientale

Nel progettare spazi aperti nei centri urbani va ricordato che è meglio

creare una varietà di condizioni ambientali, poiché questo è lo stato delle

cose negli spazi aperti in natura [3]. In tal modo sarà possibile creare una

vasta gamma di condizioni ambientali favorevoli atte a soddisfare un

maggior numero di preferenze personali.

Figura 4.11: Mappa del campo visivo.

Indica il campo visivo di una persona che si L’interazione tra i vari parametri morfologici urbani crea un profilo di

trova al centro del sito. Le aree bianche diversità unico per ogni sito. Si utilizza il sistema di elaborazione di

corrispondono alle aree e alle superfici che immagini RGB per sovrapporre le mappe relative a cielo, sole e vento al

rientrano nella linea di visuale del soggetto.

(Algoritmo sviluppato da Ratti [1]). fine di poter dare un’idea dalla potenziale diversità ambientale in contesto

21

urbano. Le mappe in scala di grigi, relative al fattore di vista del cielo

(Fig. 4.4), all’ombreggiamento dai raggi solari (Fig. 4.6) e alla protezione

dal vento (Fig. 4.8), vengono ridotte a valori soglia e assegnate ai canali

RGB di un’immagine RGB a colori (Fig. 4.12).

La mappa risultante (Fig. 4.13) indica la presenza di un complesso

insieme di condizioni ambientali. Il grafico relativo alla distribuzione dei

diversi profili ambientali nell’area mostra che il sito presenta una

predominanza di condizioni di calma di vento e presenza di sole, nonché

zone con condizioni di cielo-sole-vento, perfettamente in linea con il

clima inglese, particolarmente se si considera la presenza di zone calme

e ombrose così come di zone ventose e soleggiate. In un clima

temperato, la quasi totale assenza di zone ventose e ombrose nello

spazio aperto non deve sorprendere, tuttavia, in giornate

eccezionalmente calde, destinate ad aumentare come conseguenza dei

cambiamenti climatici, questo può limitare notevolmente il livello di

comfort climatico. La situazione può essere migliorata introducendo

rimedi quali l’effetto rinfrescante di alberi e l’effetto evaporante

dell’acqua. Inoltre si potrebbe prevedere l’accesso a zone intermedie

con le giuste caratteristiche termiche, quali un’elevata massa termica

orientata verso i venti prevalenti per incoraggiare il movimento dell’aria,

aspetti dell’orientamento a nord, ecc.

Queste mappe di diversità ambientale possono essere create per

qualsiasi clima, sito o stagione, al fine di analizzarne le caratteristiche.

L’analisi potrà essere più o meno dettagliata, nonostante la quantità di

informazioni contenute anche nelle semplici mappe qui presentate

raggiunga già i massimi livelli di fruibilità. L’obiettivo principale di tali

mappe è di illustrare il livello relativo di diversità ambientale quale

funzione della forma urbana. La valutazione della diversità ambientale in

termini di gamma e quantità delle diverse condizioni termiche disponibili

dovrà riflettere il contesto climatico. Si può parlare di “diversità Figura 4.12: Mappe di soglia per cielo, sole e

appropriata” laddove i fattori negativi sono ridotti e le condizioni positive vento utilizzate quali canali RGB per la mappa

sono aumentate. In un clima caldo-arido si cercherà di avere più ombra della diversità (Fig. 4.13).

e una maggiore stabilità termica, mentre in zone caldo-umide la

ventilazione e l’ombra assumono un’importanza cruciale. In un clima

freddo, invece, dovrebbero predominare condizioni di sole e calma di

vento. Analogamente, in zone caratterizzate da forti variazioni stagionali

è possibile prevedere alcuni spazi con condizioni adeguate per la

stagione estiva e altri per la stagione invernale. Tuttavia, qualsiasi sia il

tipo di clima o stagione, è comunque auspicabile poter disporre di una

vasta gamma di condizioni per una maggiore possibilità di scelta.

Figura 4.13: Profilo di diversità dello spazio aperto. L’immagine sulla sinistra illustra la sovrapposizione risultante tra le mappe di soglia del

fattore di visibilità del cielo, dell’ombreggiatura e della riparazione dal vento. Il grafico illustra la distribuzione delle varie combinazioni 22

ambientali presenti nel sito. 4.3.7 Desiderabilità

Tabella 4.1: Lo studio si spinge fino a stabilire una scala delle varie combinazioni

Classificazione dei profili ambientali,

Cambridge (GB) climatiche, basata sul metodo di Brown e de Kay [4]. In questo testo sono

stati individuati una serie di valori per variabili microclimatiche individuali

ENVIRONMENTAL A/ per clima e stagione. Questi sono stati sommati tra loro per creare una

PROFILE W Sp Su An scala per le varie combinazioni di soleggiamento, ombra, vento e calma

SHADE+STILL+SKY -1 -1 -1 -1

SUN+STILL+COVER 1 1 -3 0 di vento. La Tabella è stata adattata per includere variazioni delle

SHADE+WIND+COVER -3 -3 1 -2 condizioni di cielo e copertura, e, selezionando una classificazione del

SUN+WIND+COVER 0 0 0 0

SHADE+WIND+SKY -2 -2 2 -1 clima appropriata per Cambridge si è generata la classificazione delle

SUN+STILL+SKY 2 2 -2 1 combinazioni ambientali nella Tabella 4.1. Sulla base di questa

SUN+WIND+SKY 1 1 1 1

SHADE+LEE+COVER -2 -2 -2 -2 classificazione, la desiderabilità di differenti punti dello spazio aperto può

+3 – best condition essere distribuita su una mappa su base annuale o stagionale (Fig. 4.14).

-3 – worst condition

Adapted from Brown, G.Z. and DeKay, M., 2001 [5] Queste mappe danno un’indicazione sulle aree favorevoli per lo sviluppo

e l’identificazione di aree che richiedono interventi progettuali, in

particolare le zone blu più scure. Sulla base di tali classificazioni è

possibile illustrare la desiderabilità delle differenti zone all’aperto (Fig.

4.14). Queste mappe indicano le aree più adatte allo sviluppo e

identificano quelle zone in cui è necessario un intervento di

progettazione, in particolare le zone in blu scuro situate nello spazio

aperto in esame. La tavola completa delle classificazioni si può trovare

nella sezione della morfologia urbana del report finale di RUROS.

4.4 Il programma di calcolo

La Tabella seguente riporta una lista di tipi di programmi ed esempi

corrispondenti di pacchetti che possono essere utilizzati per generare le

immagini e realizzare l’analisi indicata in queste lineeguida:

Tabella 4.2: Tipi di programmi usati per l’Analisi della Morfologia Urbana

Applicazione Tipo di programma Esempio

modellizzazione 3D CAD e schizzi AutoCAD

DEM e Figur- rendering3D, elaborazione 3D Studio MAX, Maya, Lightwave,

Generazione del dell’ immagine Adobe Photoshop, Corel

suolo PhotoPaint, Matlab

Fattore di vista del elaborazione dell’ immagine Matlab

cielo e Analisi [1]

Rosa della porosità,

mappa delle ombre rendering 3D o elaborazione 3D Studio, Maya, Lightwave,

Obreggiamento dell’ immagine Matlab, Adobe Photoshop, Corel

solare, mappatura Photopaint

Sole-ora

Ombreggiamento CFD, Simulazione fisica Flovent, Fluent, Maya, 3D Studio

vento MAX

Mappatura della elaborazione dell’ immagine Matlab, Adobe Photoshop, Corel

diversità e Photopaint.

desiderabilità

4.5 Conclusioni

Il tentativo di definire o cercare di creare condizioni termiche ottimali in un

contesto urbano dà risultati relativi. Ciò che è più importante è la

possibilità di valutare il successo di un ambiente urbano in termini di

diversità ambientale. L’obiettivo quindi è di massimizzare la

diversificazione e quindi la possibilità di scelta, alle attività e alle

preferenze dell’utente in relazione al clima.

4.6 Bibliografia

[1] Ratti, C. (2001). Urban analysis for environmental prediction, PhD Dissertation,

Figura 4.14: Mappa della desiderabilità. University of Cambridge.

Mappa della desiderabilità nei mesi [2] Oke, T. (1987) Boundary Layer Climates, 2nd ed., Routledge. London.

invernali ed estivi sulla base del profilo della

diversità e di una classificazione delle [3] Proshansky, H.M., Ittelson, W.H. and Rivlin, L.G. (eds.) (1976) Environmental

preferenze generali. (Tabella 4.1) Le aree Psychology: People and their physical settings, Holt, R. and W., New York.

più scure indicano un minor grado di [4] Brown, G.Z. and DeKay, M. (2001). Sun, Wind & Light: Architectural Design

desiderabilità. Strategies, John Wiley and Sons, New York. 23

5. M Z C T

APPATURA E ONINZZAZIONE DI OMFORT ERMICO

5.1 Introduzione

La metodologia per la mappatura del confort bioclimatico che

presentiamo è indirizzata particolarmente alle esigenze delle

amministrazioni urbane, degli urbanisti e degli architetti. Le mappe di

confort si riferiscono ad un ambiente urbano su scala di quartiere ed

hanno l’obiettivo di aiutare a prevedere e valutare le condizioni

bioclimatiche, l’uso dello spazio e l’influenza del progetto urbano

attraverso:

• la focalizzazione sull’analisi spaziale delle zone di confort termico

all’interno del sito,

• la facilitazione del confronto delle condizioni di confort termico tra siti

differenti,

• la possibilità di confrontare le condizioni di confort termico tra diverse

concezioni progettuali,

• la eleborazione di informazioni sulla stretta relazione tra confort

termico e uso dello spazio.

Come già menzionato in un precedente capitolo delle linee guida

l’accetazione e l’uso di spazi aperti è influenzata dalle condizioni

microclimatiche degli spazi stessi. Il microclima e la sensazione termica

dipendono fortemente dal progetto urbano ed hanno un’elevata

variazione temporale e spaziale. Quindi c’è una necessita di conoscenze

per progettare spazi aperti che tengano conto degli aspetti climatici.

Il problema che emerge è come valutare le condizioni di comfort termico

in relazione al comportamento delle persone, all’uso dello spazio ed al

progetto urbano. Si possono utilizzare indici bioclimatologici come il PMV

o PET [1] che prevedono la sensazione termica media sulla base dei

parametri meteorologici, del modo di vestirsi e dell’attività delle persone.

Sfortunatamente, il calcolo di tali indici nel contesto di un ambiente

urbano a livello di microscala è un lavoro da esperti che richiede molto

tempo e risorse finanziarie. Per esempio, per avere un modello di

distribuzione spaziale del PET occorrono dettagliate informazioni sulle

condizioni meteorologiche di uno spazio aperto, che devono essere

raccolte attraverso indagini sul campo o calcolate mediante simulazioni al

computer. Questi vincoli ci spingono a ritenere che sia necessario

mettere a disposizione di architetti, urbanisti ed ammisistrazioni locali

adeguate tecniche alternative o strumenti per la valutazione di diversi

scenari di pianificazione in termini di condizioni di comfort termico e d’uso

dello spazio.

Figura 5.1: Struttura base del processo di zonizzazione del comfort termico Figura 5.2: Metodo per la zonizzazione del comfort termico

24

5.2 Metodologia di mappatura del comfort

La metodologia per la mappatura delle condizioni di comfort termico nel

contesto urbano è stata sviluppata sulla base dei risultati della ricerca sul

campo, mentre la procedura di mappatura in sé non richiede

necessariamente dati sperimentali.

5.2.1 Indagine sul campo

Le indagini si sono concentrate sul monitoraggio dei fattori ambientali ed

umani (ad esempio misure meteorologiche dell’ambiente termico così

come interviste ed osservazioni sulla percezione ed il comportamento

delle persone) relativi ai diversi spazi pubblici all’aperto in Europa.

In tal modo, dalle indagini sul campo sono state ricavate molte Figura 5.3: Il sito del caso di studio

informazioni sulla variazione spaziale e temporale dei parametri climatici “Florentiner Platz”, (vista da O-S-O)

e degli indici di comfort (PET) così come sulla valutazione del comfort e

sull’uso dello spazio all’interno dei diversi siti [2]. Nel complesso è

emersa una stretta relazione tra il comportamento umano, le strutture

morfologiche e il comfort termico che ha costituito la base per lo sviluppo

della metodologia di mappatura, che permette di valutare le condizioni di

comfort termico ed anche indicazioni come i suggerimenti che “

d’accompagnamento” alla progettazione.

5.2.2 Procedura di mappatura

La Figura 5.1 fa vedere la struttura base del processo di individuazione di

zone di comfort termico. L’obiettivo più importante del lavoro svolto è

stato la messa a fuoco uno strumento di facile utilizzo e comprensione

finalizzato alle esigenze ed agli interessi di architetti ed urbanisti.

I principali fattori presi in considerazione sono: Figura 5.4: Il sito del caso di studio della

“Bahnhofsplatz” (vista da OSO)

• la morfologia del sito,

• i parametri meteorologici e

• i parametri di tempo.

Per quanto concerne i parametri meteorologici l’attenzione si focalizza

particolarmente sulla radiazione solare e la velocità del vento. Questi due

aspetti presentano una variazione spaziale e temporale elevata, ad

esempio causando in un sito, alla medesima ora, differenti situazioni di

comfort [3,4]. La temperatura dell’aria e la pressione di vapore sono più

omogenee e diventano importanti nel contesto della “ calibratura” e

valutazione.

Per quanto riguarda i parametri di tempo, l’analisi si concentra su

specifici periodi di tempo, da definire in stretta correlazione con le

questioni evidenziate.

Infine si elabora una distribuzione spaziale di zone con simili condizioni di

comfort, seguita da una valutazione in termini di rischio e di adeguatezza.

Le problematiche progettuali e l’uso di uno spazio aperto sono ritenuti

fattori/variabili determinanti, agendo in due “direzioni” diverse: da un lato

influiscono sulla mappatura e i risultati della valutazione, dall’altro

possono comportare l’esigenza di modifiche/ adattamenti nel progetto,

nell’ uso dello spazio etc.

La Figura 5.2 fa vedere la procedura di mappatura in maggior dettaglio.

Come menzionato prima, la radiazione solare ed il vento i sono parametri

meteorologici i più influenti.Per quanto riguarda la struttura morfologica

ed il tipo di superfici, possono essere analizzati e classificati (utilizzando

strumenti diversi. Ad esempio la radiazione a onda corta può essere

calcolata con il software TOWNSCOPE [5]; la radiazione termica si può

valutare partendo dalla radiazione globale in rapporto alle caratteristiche

delle superfici; mentre la radiazione riflessa da facciate circostanti è un

indicatore importante. La combinazione delle tre mappe tematiche dà

origine all’individuazione di zone termiche che devono essere calibrate 25

sulla base del clima regionale e possono essere elaborate per diverse

zone climatiche. Anche le mappe dei fattori di vista del cielo offrono

importanti informazioni che agevolano l’interpretazione delle variazioni

di condizioni di comfort nel corso dell’anno o del giorno.

Messa a confronto con il calcolo degli indici bioclimatici come il PET, la

metodologia descritta è piuttosto semplice e sembra essere adatta ad

includere la considerazione degli aspetti climatici nei processi di

progettazione.

5.3 Applicazione della metodologia di mappatura del comfort –

Risultati

Qui di seguito verrà illustrato l’approccio teoretico sopra descritto,

presentando i risultati della mappatura di due siti di Kessel (Germania

centrale): Florentiner Platz e Bahnhofsplatz. Entrambi i siti sono situati

nel centro della città di Kessel, ma differiscono notevolmente nelle

dimensioni, proporzioni e vegetazione (Figura 5.3 e 5.4).

La procedura di mappatura è stata eseguita utilizzando diversi pacchetti

software e un sistema GIS.

5.3.1 Mappe di comfort termico

Le zone di comfort termico sono elaborate dai “layers” termici dei

“pattern” di radiazione e di ventilazione“. La Figura 5.5 fa vedere le

rispettive mappe e le zone di comfort che ne derivano nel caso della

Florentiner Platz in una giornata soleggiata durante il solstizio estivo. Le

condizioni di comfort termico sono descrittecon un range di classi di

comfort che rappresentano aree con condizioni di comfort e di

sensazione termica simili. La relazione tra le categorie e il relativo voto di

comfort dipende dal clima regionale ma anche dai diversi tipi d’uso degli

spazi. Per Kassel la relazione è stata determinata con i risultati delle

interviste e osservazioni dell’analisi su campo riferita ad attività sul sito

come lo stare seduti, stazionare inpiedi etc. (Figura 5.6).

Per quanto riguarda la percezione e la valutazione da parte delle

persone intervistate, così come l’uso dello spazio, sulla base delle

Figura 5.5: I livelli tematici di “irradiazione” indagini sul campo si può asserire che le persone (a Kessel/Germania)

e ”vento” così come la conseguente

“individuazione di zone di comfort termico” gradiscono avere un certo grado di stress fisiologico (calore). Aree

della “Florentiner Platz” 0

soleggiate (con un valore PET > 22 C) sono richieste e preferite quasi

per tutto l’anno. Solo durante i giorni veramente caldi sempre più persone

si sono lamentate per il disagio e ed hanno frequentate e ritenuto

comfortevoli le zone relativamente più fresche (all’ombra o ventilate).

Nella Figura 5.7 è riportata la zonizzazione del comfort per la

Bahnhofsplatz. In confronto alla Florentiner Platz la morfologia

completamente differente comporta condizioni più omogenee e di

temperature più alte.

5.3.2 Valuazione

Come descritto nelle mappe di comfort termico presentate sopra, si può

notare come le condizioni termiche variano all’interno di un sito. Tener

conto ed evidenziare l’uso esistente dei “pattern” spaziali ne facilita la

valutazione. Ad es. nel caso della Florentiner Platz la posizione del bar-

caffetteria (sotto un grande albero nel centro del sito contrassegnato

nella mappa dal colore blu) non è molto adatta alle condizioni di comfort

Figura 5.6: La relazione termico. Ma, considerando e valutando la struttura climatica dell’intero

tra classi di comfort sito, è d’obbligo evidenziare che l’ oscillazione e la frequenza delle

termico e sensazione

termica, per Kessel in diverse classi di comfort sono piuttosto alte e ben bilanciate, come si può

riferimento alle attività sul evincere dall’analisi statistica rappresentata dagli istogrammi (Figura 5.8).

sitoalle attività durevoli La struttura disomogenea esistente facilita le differenti attività dei

26

potenziali fruitori e offre la possibilità di scelta tra le differenti condizioni

termiche, mentre nel caso della Bahnhofsplatz la situazione è più

omogenea.

Figura 5.8: Istogramma relativo alla Florentiner Platz (a sinistra) e alla Bahnohfsplatz (a

destra)

Questo tipo di analisi offre ulteriori informazioni se si relazionano le

statistiche alle aree adatte esclusivamente ad attività situate, come lo

stazionare in piedi, lostar seduti etc.. (ad es. escludendo le aree

riservate al traffico). La Figura 5.9 fa vedere i risultati di entrambi i siti,

Florentiner Platz e Bahnhofsplatz, dai quali è evidente che il potenziale

dei due siti in termini di comfort termico è completamente differente.

Figura 5.9: Istogramma relativo alla Florentiner Platz (sinistra) e alla Bahnhofsplatz (destra)

– escludendo le aree riservate al traffico etc.

In tale contesto merita di essere menzionata la definizione di “clima

ideale urbano”: “[…] è una situazione atmosferica all’interno del

microclima urbano ( “Urban Cluimatic Layer” o UCL) con un’elevata

variazione di tempo e spazio in grado di sviluppare condizioni termiche

disomogenee per l’uomo nel raggio di 150m. Il clima ideale dovrebbe

essere privo di inquinamento atmosferico e di stress termico mitigandole

variazioni dei climi regionali con l’uso di più ombreggiamento e Figura 5.7: “Zooningg” del comfort termico

per Bahnhofspaltz

ventilazione ( nei climi tropicali e caldi) o di protezione dal vento ( nei

climi temperati e freddi)” [6]. 27

5.3.3 Descrizione mediante il fattore di vista

La Figura 5.10 fa vedere la valutazione dell’apertura del cieli per le

piazze Florentiner e Bahnhofplatz (calcolate con il softwere

Tonwscope).Il fattore medio di vista del cielo ( SVF) per la relativamente

piccolaFlorentiner Platz che ha al centro diversi alberi secolari di grandi

dimensioni è del 36%, mentre quello per la Bhanhofsplatz è del 58%.

Insieme alle mappe di comfort termico tale differenza ci dà ulteriori

informazioni relative alle condizioni di comfort nel corso della giornata o

dell’anno: quanto più alto è l’SVS, tanto più elevata è la differenza tra il

giorno e la notte oppure tra l’estate e l’inverno. Di conseguenza, la

Florentiner Platz tende ad avere una situazione termica un po’ più

uniforme rispetto alla Bahnhofsplatz.

5.4 Conclusioni

E’ disponibile una metodologia per disegnare delle mappe di comfort

termico microclimatico, che può essere applicata a qualsiasi sito in modo

relativamente semplice ed efficace. Grazie alle mappe di comfort si può

fare il confronto e la valutazione tra diverse alternative di concezioni

progettuali, corrispondenti veramente alle esigenze della progettazione

alle diverse scale. Inoltre, da esse possono ricavare caratteristiche e

valutazioni delle diverse strutture della città, inclusi i “pattern” climatici di

uso degli spazi urbani.

Le mappe di comfort termico fanno vedere in modo dettagliato come le

strutture urbane, i materiali e la vegetazione influiscono sul comfort

termico. Per quanto riguarda la pianificazione e progettazione di spazi

aperti, la radiazione può essere influenzata principalmente dalle strutture

della città, vegetazione, materiali e colori, mentre il vento, fattore

dominante secondario per le condizioni termiche, può essere incanalato

o ridotto dalla vegetazione.

La procedura di mappatura può essere utilizzata in diversi tipi di processi

di progettazione urbana, specialmente su scala di quartiere e di

ìianificazione dello spazio aperto. La normativa tedesca non prevede

Figura 5.10: In confronto: SVF della standard concreti ma requisiti diversi di carattere generale e linee-guida

Florentiner Platz (media: 0,36) e

Bahnhofsplatz (media: 0,58) per includere gli aspetti climatici nella progettazione. In tal modo la

metodologia per la mappatura del comfort termico è un ulteriore

strumento utile e appropriato per la progettazione di spazi aperti

comfortevoli.

5.5 Legislazione

BauGB. Baugesetzbuch (CODICE DEGLI EDIFICI FEDERALI).

VDI 3787/1. Meteorologia ambientale – Mappe climatiche e per

l’inquinamento dell’aria per città e regioni.

VDI 3787/2. Meteorologia ambientale – Metodi per una valutazione

umano- biometeorologica del clima e dell’igiene dell’aria per la

pianificazione urbana e regionale a livello regionale – Parte I: clima.

5.6 Checklist

• Analisi spaziale della radiazione attraverso I diagrams shadow e le

distanze dagli edifici

• Analisi del percorso del vento

• Calcolo della zonizzazione del comfort termico con l’indice termico

corrispondente

• Valutazione attraverso rilievi mobili. 28


PAGINE

64

PESO

7.40 MB

AUTORE

Atreyu

PUBBLICATO

+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

Per rogettare gli spazi aperti nell'ambiente urbano viene proposto un approccio bioclimatico. Vengono trattati i seguenti argomenti. Modelli di comfort termico per gli spazi aperti. Considerazioni sul vento negli spazi urbani. Valutazioni delle condizioni radianti nello spazio urbano. Morfologia urbana. Mappatura e zonizzazione di comfort termico. Comfort visivo negli spazi urbani. Ambiente sonoro e comfort acustico negli spazi urbani. Linee-guida e applicazione University. Considerazioni sociali nella progettazione degli spazi aperti. Stumenti di valutazione.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in scienze dell'architettura
SSD:

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Seconda Università di Napoli SUN - Unina2 o del prof Rinaldi Sergio.

Acquista con carta o conto PayPal

Scarica il file tutte le volte che vuoi

Paga con un conto PayPal per usufruire della garanzia Soddisfatto o rimborsato

Recensioni
Ti è piaciuto questo appunto? Valutalo!

Altri appunti di Progettazione di sistemi costruttivi innovativi

Microarchitetture per lo spazio pubblico e micro addizioni parassite
Dispensa
Microarchitetture ad assetto variabile
Dispensa
Innovazione e progettazione
Dispensa
Struttura/Rivestimento
Dispensa