Sistemi passivi per il guadagno termico solare negli edifici (sistema diretto e sistema indiretto)

I sistemi solari passivi impiegano l’irraggiamento solare incidente sulle superfici dell’involucro edilizio e meccanismi naturali – cioè, senza l’ausilio d’energia prodotta da  impianti termici o importata dalla rete – per il trasferimento, delcalore assorbitoall’interno dell’edificio. Sistemi di riscaldamento naturale possono essere sia gli stessi elementi tecnici di chiusura di un edificio – trasparenti (finestre) od opachi (pareti massive non isolate) – sia elementi speciali, progettati per massimizzare l’apporto termico solare.

Descrizione delle principali tipologie di sistema

 Le principali tipologie del sistema sono: a guadagno diretto, a guadagno indiretto e a sistema isolato. Oggi ci occuperemo dei sistemi a guadagno diretto ed a guadagno indiretto.

1) Sistemi a guadagno diretto
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Sistemi a superfici vetrate captanti e massa termica interna all’ambiente

E’ un sistema che prevede l’attuazione del guadagno termico attraverso la captazione dell’energia solare da parte di apposite superfici vetrate che ne permettono la penetrazione direttamente nello spazio abitato, in maniera tale da consentirne l’assorbimento, l’accumulo ed il successivo irraggiamento ad apposite masse termiche integrate con in componenti architettonici che definiscono lo spazio abitato.

Caratteristiche Costitutive e di Funzionamento

– Il sistema prevede finestre solari, o superfici vetrate di captazione, integrate nel sistema di chiusura esterna verticale e/o nel sistema di copertura, aventi la duplice funzione di captazione dei raggi solari e di “superficie limite” nell’attuazione dell’”effetto serra” all’interno dell’ambiente.

– Apposite masse di accumulo integrate nei sistemi di partizione interna verticale e/o orizzontale, o anche nel sistema di arredo, assorbono ed accumulano l’energia solare in entrata per poi riemetterla tramite irraggiamento quando la temperatura ambiente, cessato il contributo solare, diminuisce.

201307061110-800-cielo-sole[1]2) Sistemi a guadagno indiretto

  A. Sistemi a muro solare

Definizione

E’ un sistema che prevede l’attuazione del guadagno termico attraverso la captazione dell’energia solare da parte di apposite superfici vetrate captanti anteposte ad una parete di accumulo, o muro solare, preposta ad assorbire, accumulare ed irraggiare verso l’ambiente interno l’energia calorica ricevuta. Muro-solare-1[1]

Caratteristiche Costitutive e di Funzionamento

– Il sistema consta essenzialmente di una superficie vetrata di captazione anteposta ad una parete accumulatrice (muro solare).

– La superficie captante definisce con il prospiciente muro solare uno spazio ad “intercapedine”, determinando all’interno di questo un “effetto serra” che contribuisce a far innalzare la temperatura della parete di accumulo che riceve, assorbe ed accumula, la radiazione solare captata.

– Nella fase di distribuzione il muro solare irraggia, attraverso la sua faccia interna, l’energia accumulata verso lo spazio abitato. La distribuzione può essere incrementata anche da moti convettivi innescati da aperture, collocate nelle zone inferiori e superiori del muro, che pongono in collegamento lo spazio vetrata-muro con l’ambiente interno.

B. Sistemi a copertura solare (roof pond)

Definizione  roof7[1]

E’ un sistema che prevede l’attuazione del guadagno termico attraverso l’intercettazione dell’energia solare da parte di masse termiche d’acqua, collocate sopra il solaio di copertura dell’edificio, che assorbono ed accumulano l’energia solare ricevuta per poi trasmetterla per conduzione al solaio di copertura dal quale verrà poi irraggiata verso lo spazio abitato. La captazione dell’energia solare può essere attuata anche mediante apposite superfici vetrate captanti collocate al di sopra della massa termica.

p126b[1] Caratteristiche Costitutive e di Funzionamento

– Il sistema consta di una massa termica d’acqua, realizzata con contenitori di vario tipo (metallici, di plastica, ecc.) collocata sopra il solaio di copertura dell’edificio e protetta eventualmente da una vetrata avente la funzione di captare l’energia solare e di attuare l’effetto serra nello spazio interpostoo tra vetrata e massa termica ai fini di fare innalzare maggiormente e più velocemente la temperatura della massa d’acqua.

– Il calore accumulato viene poi trasmesso per conduzione al solaio di copertura, necessariamente dotato di buona conduttività, che lo irraggerà verso l’ambiente interno.

– Devono essere previsti dei pannelli mobili termoisolanti per isolare la massa termica al cessare dell’apporto energetico solare ai fini di ottimizzare il rendimento del sistema. Tali pannelli hanno inoltre la funzione di regolare la captazione solare stagionalmente, consentendo oltre il riscaldamento, anche il raffreddamento dell’ambiente.

VERANDA_mini[1] C. Sistemi a spazio solare (serre addossate)

Definizione

 E’ un sistema basato sulla captazione dell’energia solare da parte di ampie superfici vetrate delimitanti un ambiente-serra, interposto tra l’esterno e gli altri spazi dell’edificio, che funziona da collettore solare favorendo l’assorbimento e l’accumulo di energia calorica da parte di apposite masse termiche, opportunamente predisposte, soggette ad irraggiamento solare diretto o funzionanti con il calore ad esse trasferito tramite i moti convettivi dei flussi di aria calda.

Caratteristiche Costitutive e di Funzionamento

– I sistemi a “spazio solare” constano fondamentalmente di un ambiente-serra delimitato da una o più pareti vetrate che può configurarsi come un volume edilizio addossato all’edificio bioclimatico o essere compreso nel volume dell’edificio. All’interno dello spazio-serra si determina un sensibile aumento di temperatura ed il calore viene poi trasferito agli ambienti retrostanti secondo diverse modalità in funzione delle quali si hanno differenti configurazioni del sistema. serra solare estate inverno[1]

– L’ambiente-serra può anche essere considerato ed usato come spazio abitabile, previo accorgimenti volti a conferire adeguate condizioni di comfort, con particolare riferimento alla temperatura dell’aria (adeguati volumi di massa termica per ridurre le fluttuazioni di temperatura, ecc.).

Nel prossimo articolo si parlerà dei sistemi a guadagno isolato.

Sistemi passivi per il guadagno termico solare negli edifici (sistema diretto e sistema indiretto)

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