Sistemi Solari Passivi e Sostenibilità: Come si Progetta una Casa Solare

Ecco le regole più semplici per progettare una casa solare passiva secondo i principi del “Passive Solar design” che ci permettono di risparmiare energia in estate ed in inverno. La forma e l’orientamento incidono notevolmente sulle prestazioni degli edifici passivi. Forma compatta con basso rapporto superficie volume, orientamento lungo l’asse principale Est-Ovest e distribuzione ottimale degli spazi fanno si che il nostro edificio sia più efficiente!

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Il Green Building Design è un modo di costruire sostenibile per migliorare la qualità ambientale degli edifici e ridurre drasticamente l’impatto sull’ecosistema. I sistemi solari passivi fanno sicuramente parte di questa filosofia. Ma cosa sono?

E. Mazria è uno dei sostenitori più accaniti di questi sistemi. Nel suo ” Sistemi solari passivi ” ci spiega cosa sono e da consigli molto utili ai progettisti sulle regole da rispettare per un vero risparmio energetico.

I sistemi solari passivi fanno parte di un pensiero più ampio : The passive solar design. Questa forma di progettazione usa i principi naturali come la radiazione solare e le proprietà dei materiali per creare edifici a basso consumo energetico.

Un edificio che sfrutta il riscaldamento passivo non ha bisogno di sofisticati marchingegni tecnologici, ma si avvale semplicemente del suo involucro edilizio e partizioni interne. Non esistono, cioè, accumulatori termici, collettori separati o elementi meccanici, né vi è necessità di energia diversa da quella solare per far funzionare il sistema.

Come si Progetta una Casa Solare

Le due componenti fondamentali di un sistema di riscaldamento solare passivo sono:

1) l’elemento di captazione, generalmente una vetrata rivolta a sud;

2) la massa termica, quale elemento di accumulo e ridistribuzione del calore.

Esistono diversi tipi di sistemi solari, ma prima di entrare nel dettaglio su di essi è bene spiegare i principi fondamentali del passive solar design.

Ubicazione di Una Casa Solare

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Dato un sito è necessario individuarne i posti maggiormente soleggiati che abbiano una visuale libera verso il Sud con il numero minimo di ostacoli al basso sole invernale.

Forma e Orientamento della Casa Solare

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La forma ottimale di una costruzione è quella che perde la minima quantità di calore in inverno e guadagna la minima quantità di calore in estate. La forma ottimale dovrà derivare da alcune considerazioni sulla quantità di sole che incide sulle pareti della nostra casa.

Alle nostre latitudini in Inverno il lato Sud dell’edificio riceve circa tre volte la radiazione solare che ricevono i lati Est e Ovest. Durante l’estate la situazione è invertita e il lato Sud riceve molta meno radiazione rispetto al tetto e ai lati Est e Ovest.

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Quindi un edificio allungato lungo l’asse Est-Ovest in inverno espone il suo lato più lungo verso sud da dove riceve la massima quantità di apporti solari gratuiti. In estate invece, grazie ai lati corti ad Est e ad Ovest, si evita di esporre grandi superfici di parete alla radiazione solare, evitando il discomfort termico causato dal surriscaldamento degli ambienti interni.

Il clima influenza notevolmente la forma dell’edificio; se quella allungata è la migliore forma per ogni latitudine è necessario però stabilire qual’è il rapporto ottimale tra la superficie dell’involucro edilizio e la volumetria dell’edificio.

Il rapporto superficie-volume ci consente di valutare il grado di compattezza della struttura che deve essere massimo nei climi freddi, dove si predilige una forma compatta non troppo allungata; mentre può essere più basso nei climi temperati dove la forma allungata consente di risparmiare energia sia in inverno che in estate.

Distribuzione degli Spazi Interni

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La distribuzione degli spazi interni può fornire gran parte del riscaldamento e dell’illuminazione di cui hanno bisogno in fase invernale. Disponendo gli ambienti lungo il fronte Sud dell’edificio, si capta l’energia solare nelle diverse ore del giorno.

Durante l’inverno, il lato Sud sarà più caldo e soleggiato perché riceve la radiazione solare tutto il giorno e quindi esso diventa una buona ubicazione sia per gli spazi che hanno un gran fabbisogno di illuminazione e riscaldamento e allo stesso tempo idoneo ad ospitare un sistema solare.

Nella casa solare la zona giorno sarà posta a sud e questa costituirà proprio il sistema solare passivo; ad est e ad ovest posizionerai rispettivamente la zona notte e la zona studio. I servizi e tutti gli spazi che non hanno bisogno di luce li puoi posizionare a nord in modo da costituire una sorta di “cuscinetto” per limitare l’esposizione delle zone calde nella direzione più fredda.

Prima di decidere come sarà fatta la parete sud e le altre è importante considerare i fattori precedentemente descritti con i quali già puoi ottenere un edificio che sfrutta la radiazione solare nei mesi freddi.

Il passo successivo sarà quello di decidere qual’è il sistema solare che più si adatta al tuo edificio e al nostro clima, dimensionandolo in base ai fattori climatici esterni ed al fabbisogno di energia per il riscaldamento invernale.

I sistemi solari possono dunque essere una soluzione sostenibile?

Nel prossimo articolo descriverò le caratteristiche principali di ognuno di loro ma di certo il “Passive Solar Design” può contribuire alla sostenibilità dei nostri edifici!

Tu cosa ne pensi?

Coautore dell’articolo: Ing. Rosaria Mosciatti