Analisi dell’efficacia delle schermature solari: confronto fra un modello ideale e un caso di studio reale e validazione dei metodi di calcolo

La tesi affronta il tema delle schermature solari e del loro contributo all’efficienza energetica degli edifici, un argomento ancora poco studiato soprattutto da un punto di vista sperimentale.
Fra tutti i sistemi utilizzati per la riduzione dei consumi, le schermature solari, ancora poco sfruttate in particolare in edifici destinati ad uso uffici e al terziario, sono classificate come sistema passivo per il controllo dei consumi energetici, poiché riducono la quantità di energia solare entrante evitando il surriscaldamento dell'ambiente interno senza utilizzare sistemi alimentati da fonti energetiche esterne; soprattutto se abbinate ad altri sistemi passivi per il raffrescamento, come la ventilazione naturale, le schermature solari consentono di ridurre in modo considerevole i consumi energetici legati agli impianti di condizionamento dell’aria. Le schermature solari, infatti, sono gli elementi dell'involucro edilizio che hanno il compito di proteggere dai raggi solari le pareti e le finestre dell'edificio, creando effetti d'ombra sulla superficie esterna dell'involucro ed evitando così che la radiazione solare provochi un innalzamento della temperatura interna dell'edificio.
Lo studio è iniziato con l’analisi delle varie normative in materia di efficienza energetica e apporti solari in presenza o meno di sistemi di schermatura, per comprendere le differenze fra i diversi approcci e metodi di calcolo da esse proposti.
Mediante l’uso di fogli di calcolo elaborati secondo le normative vigenti e di software di simulazione dinamica (Design Builder + Energy Plus e TRNSYS), si è passati poi alla valutazione degli apporti solari attraverso le finestre per due stanze ad uso ufficio di due diversi edifici:
• un modello ideale, costituito da due stanze, una esposta a Nord ed una a Sud con finestra schermata;
• un edificio reale, sito nella città di Ancona, del quale è stata studiata una stanza esposta a Sud e con una finestra schermata su questo lato.
Su entrambi i modelli sono stati poi variati alcuni parametri riguardanti le schermature e ne sono state valutate le differenze in termini di apporti solari mensili in tutto l’arco dell’anno.
Inoltre la conduzione di un’attività sperimentale di monitoraggio e acquisizione di grandezze ambientali (temperatura, radiazione solare, …) sull’edificio studiato ha permesso di comprendere la reale efficacia in fase estiva di quegli specifici sistemi di schermatura e, attraverso il confronto dei dati acquisiti con i risultati derivanti dai software di simulazione, la maggiore o minore affidabilità di questi ultimi.
Infine, constatata l’efficacia dei sistemi di schermatura per finestre esposte a Sud nel miglioramento delle prestazioni energetiche degli edifici, attraverso il confronto fra i due casi studiati, dalle caratteristiche diverse ma con sistemi di schermatura simili, è stato possibile capire l’entità degli apporti solari attraverso le finestre esposte ad Est ed Ovest in tutto l’arco dell’anno nella città di Ancona.