Negli edifici per uffici e attività produttive, si sta diffondendo l’uso di dispositivi ombreggianti esterni, fissi o mobili, per il controllo della radiazione solare.
Le tipologie edilizie per uffici sono spesso caratterizzate da ampie superfici vetrate, che richiedono la presenza di dispositivi ombreggianti, fissi o mobili, per il controllo della radiazione solare entrante nei locali.
Quest’ultima varia sensibilmente in funzione dell’orientamento della facciata.
L’orientamento ottimale dal punto di vista energetico per l’asse maggiore di un edificio che adotti sistemi solari passivi è quello Est – Ovest in quanto massimizza il soleggiamento invernale sulla facciata Sud, dove é collocato l’affaccio principale dei locali. Se invece si considera una tipologia edilizia a due affacci principali dei locali, e si analizzano i fabbisogni energetici sia invernali che estivi, il vantaggio dell’orientamento anzidetto diventa tutt’altro che scontato. Tuttavia l’asimmetria dell’orario d’ufficio rispetto al mezzogiorno, le temperature esterne più alte nel pomeriggio per l’inerzia termica dell’ambiente esterno e l’inerzia termica delle masse edilizie rendono semplicistico indicare come ottimale per questa tipologia un orientamento Nord – Sud.
Si rende pertanto necessaria un’analisi accurata per ogni singolo caso, ma si possono tuttavia analizzare alcuni concetti fondamentali.
Come già accennato negli edifici con grandi superfici vetrate, le schermature solari rappresentano un efficace sistema di controllo degli apporti termici dovuti alla radiazione solare, quindi sono un sistema per il controllo dell’equilibrio termico dell’edificio, e anche un utile elemento per il controllo dell’intensità luminosa e la gestione del comfort visivo degli ambienti di lavoro.
Ma quali sono i tipi più diffusi di schermature solari e come funzionano?
I sistemi schermanti possono essere semplici tende, elementi in tessuto, o veneziane, o sistemi a lamelle, frangisole, vetrate traslucide o elettrocromiche, schermi traforati: le possibilità sono davvero tante.
Una caratteristica importante per l’efficacia di un sistema schermante è la possibilità di adeguarsi alle variazioni quotidiane e stagionali della posizione del sole, modificandosi in funzione dell’inclinazione dei raggi solari, così da ottimizzare la sua funzione di filtro. Soprattutto se collocate sulle pareti esposte a est e a ovest, le schermature solari consentono una riduzione decisamente significativa del consumo energetico nei mesi estivi. Ma per un buon progetto dobbiamo tenere in considerazione anche le necessità invernali. Un buon sistema di schermatura, inoltre, non dovrà ridurre eccessivamente l’ingresso della luce naturale all’interno dell’ambiente in modo da mantenere comunque un contatto con le condizioni esterne e dovrà assicurare un buon comfort visivo.
Si può disporre di due tipologie di sistemi schermanti: a funzionamento automatico e a controllo manuale, gestibili direttamente dagli utenti sulla base di esigenze più specifiche e personali. Da un lato avremo un sistema automatico più “rigoroso” nel seguire le variazioni delle condizioni ambientali, dall’altro il vantaggio di un controllo di tipo “personale” nella gestione del microclima di una postazione di lavoro che diventa così più adattabile.
Un’altra distinzione importante che possiamo fare è quella tra sistemi schermanti interni e sistemi schermanti esterni a seconda che siano collocati all’interno dell’edificio o all’esterno.
I sistemi schermanti esterni sono considerati più efficaci nel controllo energetico estivo perché intercettano la radiazione solare prima che arrivi sulla parete dell’edificio, tuttavia sono molto più esposti alle condizioni climatiche, al vento, alla pioggia, a urti accidentali, agli elementi inquinanti.
Il progetto di una facciata con elementi esterni di protezione solare dovrà quindi occuparsi di verificare molto attentamente anche i possibili punti di fragilità del sistema in funzione delle caratteristiche del sito.
I frangisole, detti anche brise soleil, sono dei sistemi di ombreggiamento che si contraddistinguono per la loro composizione in lamelle. Sono stati introdotti con l’architettura moderna e già dal secolo scorso sono spesso usati per riparare l’edificio dalla radiazione solare, senza compromettere eccessivamente il passaggio di luce. I frangisole possono essere realizzati in vari materiali, come il legno, il metallo, il PVC o anche il cemento e le lamelle sono fisse o mobili.
I frangisole prevedono due diverse soluzioni di installazione: una verticale, quindi con i brise soleil paralleli alla parete, ed una orizzontale, con la struttura ombreggiante perpendicolare alla superficie da proteggere. La loro posizione, forma, dimensione e tipologia di lamelle, dovranno essere decisi in base alle esigenze specifiche, con uno studio accurato del percorso solare e delle condizioni microclimatiche locali.
Le schermature solari fisse sono meno efficienti rispetto a quelle mobili, in quanto non possono essere regolate completamente dall’utente in base alle proprie necessità. Sono spesso caratterizzate da lamelle orientabili, che incidono sulla luminosità dell’ambiente. Devono essere accuratamente studiate in base all’orientamento del sole e contribuiscono ad una precisa connotazione della facciata dell’edificio.
È bene ricordare che le schermature fisse non sono ammesse ai bonus, anche se un punto a favore rispetto alle schermature mobili, è la bassa necessità di manutenzione e l’elevata robustezza.
Le schermature mobili sono apribili e il loro movimento si combina con quello degli infissi. Permettono il massimo della flessibilità e in base al movimento necessario alla loro apertura possono essere distinte in diverse tipologie: a battente, pieghevoli, scorrevoli e avvolgibili.
I sistemi schermanti interni, tra cui possiamo comprendere anche quelli delle facciate stratificate, risultano in genere meno performanti del punto di vista della diminuzione del consumo energetico per il raffrescamento estivo. Se si pensa alle facciate a doppia pelle o a doppio involucro, dove la schermatura è posta tra due lastre di vetro, ci si può trovare addirittura nella situazione di avere un maggiore carico termico dovuto proprio al sistema di schermatura collocato tra i vetri il quale, se si surriscalda, potrebbe richiedere un surplus di energia per il raffrescamento in estate.
Ma d’altro canto nel progetto si dovrà fare attenzione a non limitare eccessivamente il passaggio delle radiazioni solari attraverso le superfici vetrate evitando l’uso di vetri antiriflesso troppo selettive e scegliendo opportunamente il colore. Inoltre, un sistema di schermatura può essere utilizzato anche per limitare le dispersioni termiche. In tutti questi casi il sistema servirà anche di conseguenza a limitare il consumo energetico per il riscaldamento.
Un sistema di controllo solare è inoltre fondamentale per modulare la luce che penetra nell’edificio, così da evitare fastidiosi fenomeni di abbagliamento (pensiamo ad esempio alle postazioni di lavoro in prossimità delle finestrature); deve modulare i contrasti luminosi per un maggior comfort visivo e per consentire la visione degli schermi dei videoterminali; deve consentire il contatto visivo con l’ambiente esterno.
Le schermature solari sono quindi un elemento di fondamentale importanza per il controllo del microclima nell’edificio.
I requisiti prestazionali delle chiusure oscuranti sono definiti dalla norma UNI EN 13659, che tratta aspetti relativi anche alla costruzione, al trasporto, all’installazione, al funzionamento e alla manutenzione degli oscuranti, con attenzione anche al tema della sicurezza. Nel 2015, poi, sono stati integrati anche i valori di resistenza termica aggiuntiva e il fattore solare gtot.
I sistemi di ombreggiatura e di oscuramento devono infine essere combinati ai serramenti e in base alla loro tipologia di movimento: posizione e forma si assumono il compito di regolare la luminosità e il calore entranti in un ambiente.
Si tratta, in sostanza, di scegliere il sistema di ombreggiamento più idoneo al contesto, alle condizioni climatiche locali e agli obiettivi si vogliono raggiungere.
Tuttavia uno degli elementi più importanti da valutare rimane sicuramente l’equilibrio tra ombreggiamento e corretto apporto luminoso. Infatti, il sole non è solo una fonte di calore, ma anche di luce.
Molto spesso la soluzione potrà prevedere la combinazione di un elemento oscurante esterno ed un elemento schermante interno.
La sola schermatura interna, nella maggior parte dei casi, non è sufficiente ad una corretta regolazione del flusso di calore entrante, in quanto la sua funzione schermante si attiva quando la radiazione solare ha già oltrepassato la superficie vetrata ed è entrata nell’ambiente interno.