Aggetti e ostacoli: le ombre sull’edificio

Le ombre nel bilancio energetico

Forse non tutti sanno che nel calcolo energetico esistono gli aggetti anche detti “semplicemente” ombreggiamenti: questi elementi ricoprono un ruolo di primissimo piano nel difficile compito di attenuare l’irraggiamento solare entrante dalle finestre nella stagione estiva, ma contemporaneamente abbassano gli apporti gratuiti nel periodo invernale. Come si considerano le ombre nel modello di edificio e quale metodo viene utilizzato da TERMOLOG per determinare automaticamente gli angoli di ombreggiamento sulle superfici? Sciogliamo qualche dubbio di norma e di procedura.

Aggetto o ostacolo?

Gli aggetti sono gli elementi fissi che gettano ombra sulle superfici che costituiscono l’involucro dell’edificio di cui vogliamo valutare il bilancio energetico. Nella norma UNI TS 11300-1 (oppure nella Dduo 2456/2017 per il calcolo in Regione Lombardia) ritroviamo 3 tipologie di aggetto:

• AGGETTI ORIZZONTALI: balconi, porticati, terrazze, coperture sporgenti dal filo della facciata.
• AGGETTI VERTICALI: mazzette delle finestre, paraste o lesene, porzioni di edificio a L che ombreggiano pareti e serramenti.
• OSTACOLI ESTERNI: edifici o costruzioni in genere, limitrofe all’unità oggetto di calcolo che si interpongono tra l’edificio e il campo solare

Come si calcolano gli angoli di ombreggiamento

Per valutare aggetti e ostacoli basta un angolo. Sembra incredibile perché il sole si muove nel cielo e nella realtà del giorno getta ombre lunghe e corte a seconda delle ore e delle stagioni. Ma nel calcolo stazionario mensile che utilizziamo per la certificazione energetica e le verifiche di progetto, l’angolo di cui abbiamo bisogno per determinare la presenza di un aggetto è sempre e solo uno.

Il calcolo stazionario mensile è il metodo di valutazione riportato nelle attuali norme di calcolo energetico, che consente di determinare il bilancio di energia dell’edificio su base mensile e considerando per tutte le ore di tutti giorni del mese le stesse condizioni di temperatura, irradiazione e umidità interna ed esterna.

Nel bilancio energetico mensile dobbiamo dimenticarci di come vediamo le ombre allungarsi nel giorno e attribuiamo alle superfici un angolo di ombreggiamento unico per tutto l’anno. Diverso è considerare l’ombra attraverso la simulazione dinamica oraria  ISO 52016, che considera l’altezza del sole e la sua posizione azimutale ogni ora.

Per attribuire ad una superficie l’angolo di ombreggiamento dobbiamo individuare la profondità dell’aggetto e la distanza tra il baricentro della superficie e l’aggetto stesso.

Le dimensioni da inserire nel calcolo sono sempre lorde, misurate dall’esterno, anche nel caso in cui abbiate modellato le dispersioni inserendo le aree nette misurate all’interno.

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Gli aggetti verticali si dividono in sinistri e destre a seconda della posizione assunta rispetto all’esterno della struttura.

Nel caso in cui, sulla stessa dispersione insistano più aggetti e più ostacoli, si considera il massimo per ognuna delle tre categorie.

Anche le mazzette dei serramenti contano

Il modellatore 3D di TERMOLOG ricava automaticamente gli ombreggiamenti dal modello, siano questi autoindotti dalla forma dell’involucro, dai soffitti aggettanti, dalle porzioni di edificio a forma di “L”, o dagli ostacoli esterni. TERMOLOG utilizza una procedura che geometricamente determina le intersezioni tra i raggi solari e gli elementi di involucro: TERMOLOG determina tutte le intersezioni, anche quelle definite dalle mazzette dei serramenti, che difficilmente introdurremmo a mano nel caso di un semplice modello per la certificazione energetica. Semplice o complesso che sia il modello, sicuramente esistono i serramenti e se questi non sono posizionati sul filo esterno della facciata, hanno 3 angoli di ombreggiamento ciascuno: le due mazzette verticali destra e sinistra e l’architrave superiore.

L’allineamento del serramento rispetto al filo della facciata si modifica direttamente durante l’inserimento del serramento nella parete all’interno dell’input grafico di TERMOLOG.

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Per un edificio con strutture isolate dell’ordine dei 40 cm di spessore, con serramenti allineati sull’interno delle pareti, gli angoli di ombreggiamento sono dell’ordine dei 20° ciascuno: è subito comprensibile come anche le mazzette contano nel bilancio energetico dell’edificio e quando abbiamo bisogno di rientrare nelle verifiche di EPC,nd possono fare la differenza.

Se consideriamo una media di 10 serramenti per un appartamento di 100 mq, per un semplice condominio di 4 piani, l’input grafico di TERMOLOG inserisce 120 angoli di ombreggiamento sui serramenti e noi risparmiamo almeno 120 click e altrettanto tempo!

Conclusioni                                                  

Non considerare gli edifici a contorno e non controllare gli allineamenti porta a sottostimare o sovrastimare la prestazione invernale ed estiva dell’involucro e le altre grandezze come l’area solare estiva equivalente o il carico termico di raffrescamento.

Quindi, a meno a che non dobbiate certificare la casa nella prateria, tutti gli edifici hanno un contesto urbano in cui sono inseriti che getta ombre sull’involucro: non esiste modello senza edifici a contorno.