Nelle aree europee tradizionalmente temperate si assiste sempre più a situazioni in cui le condizioni climatiche estive sono caratterizzate da temperature superiori al livello limite della zona di comfort. Tutto ciò comporta l’utilizzo massiccio di impianti di condizionamento e, di conseguenza, un aumento dei relativi costi energetici. Se non viene modificato sostanzialmente il modo di affrontare il problema della climatizzazione estiva, le prospettive future sono di un continuo crescente consumo di energia elettrica, la maggior parte della quale derivante, ancora, dal carbone fossile. Un aiuto può venire dalla riscoperta delle antiche conoscenze dell’arte del costruire e delle tecniche di raffrescamento naturale, oggi crescentemente valorizzate e integrate nell’architettura bioclimatica con l’impiego di tecnologie e componenti innovativi.
La progettazione bioclimatica finalizzata al raffrescamento passivo naturale propone essenzialmente due modalità di intervento:
- controllo termico consistente nello schermare il calore proveniente dall’esterno prima che questo raggiunga l’interno dell’abitazione e riducendo il calore prodotto negli ambienti abitati;
- raffrescamento dissipativo o naturale mediante l’uso di pozzi termici naturali.
Il “controllo termico” consiste sostanzialmente nell’uso di opportune schermature delle superfici vetrate, fisse o mobili, ed eventualmente orientabili.
La principale tecnica per raffrescare un ambiente rimane, tuttavia, la ventilazione, naturale o indotta. In entrambi i casi, la ventilazione agisce sul benessere attraverso due meccanismi. Il primo, meccanismo “diretto” è quello che si ha sulla persona, consentendo e facilitando lo scambio termico tra questa e l’ambiente che la circonda, il secondo, “indiretto”, agisce sul bilancio termico dell’edificio stesso. La ventilazione degli ambienti ha un effetto raffrescante quando l’aria esterna in ingresso ha una temperatura compresa tra i 15 °C e i 20 °C, che di solito nel periodo estivo avviene durante le ore notturne, o di giorno se l’aria può essere prelevata da zone fresche e ombreggiate. Tenuto conto che la ventilazione consente anche il ricambio d’aria necessario ad un ambiente salutare, essa si può sempre ottenere attraverso l’opportuna apertura di finestre, permettendo così il flusso di correnti d’aria spinte dai venti circostanti. Per quanto riguarda la ventilazione indotta, vi sono numerosi metodi che si possono utilizzare per ottenerla. Tutti i metodi a ventilazione naturale funzionano sfruttando la pressione del vento o la differenza di densità tra aria calda e aria fredda (“effetto camino”).
L’efficacia della ventilazione naturale controllata dipende dalla portata d’aria oraria prodotta dal differenziale di pressione che si determina tra l’ambiente confinato in esame e l’ambiente esterno, per effetto del vento e/o della differenza di temperatura dell’aria (effetto camino). Tale differenziale di pressione è influenzato da diverse variabili: dati climatici di sito, dai rapporti di forma dell’edificio, posizione e dimensione delle aperture, rugosità generale del terreno e presenza di eventuali ostacoli lungo la direzione prevalente del vento. Quindi gli elementi da prendere in considerazione sono le condizioni ambientali esterne e le caratteristiche distributive degli spazi interni. Un elemento fondamentale, se possibile, è la progettazione degli spazi esterni per creare un microclima di benessere, un filtro in grado di mitigare le temperature interne. Questa tecnica di raffrescamento si può ottenere in due modi:
- con la presenza di vegetazione opportunamente posizionata che consente di abbassare le temperature grazie all’ombreggiamento e all’evapotraspirazione delle piante;
- con la possibilità di incanalare o sfruttare in qualche modo i venti e le correnti d’aria locali.
Nelle figure seguenti sono schematizzate alcune tecniche di raffrescamento passivo indotte da diverse meccanismi di ventilazione.