Cosa sono e come vengono impiegati i sistemi solari attivi e passivi in edilizia?

Il flusso di energia solare ai confini della nostra atmosfera risulta mediamente di 1353 W/m2.
Questo valore è chiamato “costante solare”. Il flusso di energia incidente al suolo, tenuto conto dell’assorbimento atmosferico è in Italia circa 1000 W/ m2 (al suolo).

La radiazione globale al suolo (G), è la somma di tre componenti, diretta, diffusa e di albedo. La radiazione diretta (I) è data dalla radiazione ai confini dell’atmosfera detratto la quota assorbita e diffusa dall’atmosfera durante l’attraversamento dei raggi solari.

La radiazione diffusa (D), è dovuta alla diffusione della radiazione solare da parte delle particelle gassose o solide presenti nell’atmosfera (dal 15 – 25% del totale in una giornata serena al 100% in caso di cielo totalmente coperto).
La componente di albedo (R) è infine dovuta alla radiazione riflessa sulla superficie interessata da parte di altre superfici, del suolo o di altri corpi direttamente visibili (edifici, montagne, etc..). Essa è spesso determinata sperimentalmente.

Per un osservatore che dalla Terra osservi il cielo, il percorso del Sole sulla volta celeste assume la forma di un arco che varia sia durante il corso dell’anno che con la latitudine del luogo. Durante il corso dell’anno la durata delle ore di luce ed il percorso del sole subiscono delle modifiche al variare delle stagioni. La durata di luce è massima al solstizio d’estate (21 giugno) giorno in cui, alle ore 12, il sole raggiunge il punto più alto nel cielo nel corso di tutto l’anno; il caso opposto si verifica al solstizio d’inverno (21 dicembre) mentre ai due equinozi di primavera (21 marzo) e di autunno (21 settembre) l’altezza del sole alle 12 è intermedia tra la
massima e la minima e le durate del giorno e della notte sono esattamente pari a 12 ore in tutto il globo.
La posizione del sole rispetto ad un punto sulla terra è determinata dall’angolo di altezza solare α (tilt) e dall’angolo azimutale γ. Il primo è l’angolo verticale che la direzione collimata al sole forma con il piano orizzontale; il secondo è l’angolo orizzontale tra il piano verticale passante per il sole e la direzione del sud, ed è positivo verso est e negativo verso ovest. Questi due angoli variano con la Latitudine del luogo, l’ora del giorno ed il mese considerati.

L’accresciuta sensibilità ad un uso razionale delle risorse energetiche e la grande attenzione nei confronti dell’ambiente hanno portato alla nascita di una “cultura energetica” che ha finito per influenzare anche il settore edile. Oggi, infatti, l’edificio non va più concepito come un elemento passivo che fagocita enormi quantità di energia, ma come strumento di produzione diretta di energia, utilizzabile in loco e/o a distanza tramite la rete di distribuzione) al fine di soddisfare le richieste energetiche. La progettazione di questi edifici “energeticamente intelligenti” può essere eseguita seguendo fondamentalmente due vie tra loro compatibili:

1) La progettazione secondo criteri bioclimatici (sistemi solari passivi); nei sistemi passivi l’edificio stesso, attraverso i suoi elementi costruttivi, capta, accumula e trasporta al suo interno l’energia ricavata da fonti rinnovabili e usando per l’accumulo componenti edilizi sia d’involucro che interni.
Elementi essenziali dei sistemi solari passivi sono:
•I COLLETTORI
Sono gli elementi destinati alla captazione solare, prevalentemente collocati sull’involucro edilizio in parti ben esposte alla radiazione solare, (fronti a sud e coperture) sono costituiti da superfici trasparenti e da assorbitori costituiti da superfici opache e scure che, esposte alla radiazione solare che penetra dalla superficie trasparente la convertono in calore.
• LE MASSE DI ACCUMULO
Destinate ad immagazzinare calore e a ricederlo in assenza di sole, prolungando il funzionamento dei sistemi solari passivi.
•I COMPONENTI DI CONTROLLO
Servono a regolare il funzionamento dei sistemi solari passivi nel ciclo giornaliero (giorno/notte ) e stagionale (schermature fisse come aggetti o variabili come tende, persiane, veneziane).

2) L’integrazione alle strutture edilizie dei sistemi solari attivi. I sistemi attivi captano, accumulano e utilizzano l’energia proveniente da fonti rinnovabili con una tecnologia di tipo impiantistico. Di norma essi vengono divisi in tre categorie di sistemi:
• a guadagno diretto (come elementi vetrati che agiscono per captazione, accumulo e distribuzione)
• a guadagno indiretto (i muri di Trombe-Michel e pareti ad accumulo, i sistemi ad accumulo, i roof-pond)
• a guadagno separato (serre, solare termico, fotovoltaico) 

03/06/2013

Fonti:

http://rominamontiarchitetto.wordpress.com/