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Progettazione solare passiva

1970
Edificio residenziale con caratteristiche di progettazione solare passiva come pareti Trombe e finestre esposte a sud.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

La progettazione solare passiva è una strategia di progettazione edilizia che utilizza i componenti di un edificio - pareti, pavimenti, finestre e orientamento - per raccogliere, immagazzinare, riflettere e distribuire l'energia solare sotto forma di calore in inverno e respingere il calore solare in estate. A differenza dei sistemi di riscaldamento solare attivo, non prevede l'uso di dispositivi meccanici ed elettrici.

La progettazione solare passiva si basa su cinque principi chiave. Il primo è l'apertura (o collettore), che consiste in ampie superfici vetrate (finestre, lucernari) orientate verso il percorso del sole, tipicamente a sud nell'emisfero settentrionale. Questi permettono alla luce solare di entrare nell'edificio. Il secondo principio è quello dell'assorbitore, che prevede superfici dure e scure sul lato esposto al sole di una massa termica. Queste superfici assorbono la radiazione solare in entrata e la convertono in calore.

Il terzo principio è la massa termica, ovvero un materiale in grado di immagazzinare quantità significative di calore. Materiali come il calcestruzzo, mattoneSi utilizzano comunemente pietra e acqua. La massa termica è posizionata in modo da essere irradiata dalla luce solare che entra attraverso l'apertura. Assorbe il calore in eccesso durante il giorno e lo rilascia lentamente nello spazio di notte, moderando le fluttuazioni della temperatura interna.

Il quarto principio è la distribuzione, ovvero il metodo attraverso il quale il calore solare circola dai punti di raccolta e accumulo alle diverse aree dell'edificio. Questo può avvenire per convezione naturale, conduzione e irraggiamento. Ad esempio, l'aria calda sale e può circolare attraverso le prese d'aria più alte, mentre l'aria più fredda viene aspirata attraverso le prese d'aria più basse.

L'ultimo principio è il controllo. Questo implica meccanismi per gestire gli effetti del sole, in particolare per prevenire il surriscaldamento estivo. Sporgenze del tetto, tende da sole, persiane e alberi decidui sono elementi di controllo comuni. Sono progettati per bloccare il sole estivo ad alta angolazione, consentendo al sole invernale a bassa angolazione di penetrare nell'edificio.

UNESCO Nomenclature: 3303
- Architettura

Tipo

Sistema astratto

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Le antiche pratiche greche e romane di orientare gli edifici per catturare il sole invernale
  • La descrizione di Socrate della "casa a megaron" progettata per il guadagno solare
  • L'invenzione del vetro trasparente, che consente grandi finestre
  • Ricerche sul trasferimento di calore e sulla termodinamica nel XIX secolo

Applicazioni

  • muri di Trombe nelle case residenziali
  • finestre rivolte a sud con sporgenze calcolate nell'emisfero settentrionale
  • materiali ad alta massa termica come pavimenti in cemento o pietra
  • spazi soleggiati o solarium annessi agli edifici
  • strategie di illuminazione naturale per ridurre il fabbisogno di illuminazione elettrica

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • smart windows with electrochromic glass that automatically adjusts tint based on sun intensity
  • materiali a cambiamento di fase (PCM) integrati nelle pareti per aumentare la capacità di accumulo termico
  • pannelli fotovoltaici integrati negli edifici (BIPV) che fungono anche da dispositivi di ombreggiamento
  • software avanzato di modellazione al computer per ottimizzare l'orientamento dell'edificio e la progettazione delle sporgenze per qualsiasi posizione
  • seasonal accumulo di energia termica systems that capture summer heat in underground reservoirs for winter use
  • Componenti edilizi stampati in 3D con strutture interne ottimizzate per la massa termica e la circolazione dell'aria
  • progetti biofilici che utilizzano vegetazione posizionata strategicamente per l'ombreggiatura dinamica e il raffreddamento evaporativo
  • materiali isolanti trasparenti che lasciano entrare la luce ma impediscono al calore di fuoriuscire
Correlato a: solare passivo, progettazione edilizia, architettura, massa termica, energia solare, edilizia sostenibile, efficienza energetica, illuminazione diurna.

Contesto storico

Progettazione solare passiva

1960
1962-10-09
1964
1970
1970
1970
1970
1960
1962
1963
1965-12-21
1970
1970
1970
1970

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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