Progettare con il sole

Il sole influisce in modo continuo e dinamico sull’equilibrio termico degli edifici, ben oltre quanto indichino le temperature esterne. La sua azione varia nel tempo e nello spazio, interagendo con superfici, materiali e occupanti.

Progettare con il sole significa governare un fenomeno fisico complesso che incide direttamente sul comfort degli ambienti nelle loro reali condizioni d’uso e, in questo quadro, l’orientamento assume un ruolo di scelta progettuale primaria, perché capace di determinare la distribuzione dei carichi radianti e la stabilità microclimatica degli spazi.

Facciate, sezioni e dettagli costruttivi operano tutti come strumenti di regolazione climatica: schermature, profondità delle bucature, massa e ventilazione concorrono a definire un’architettura capace di mantenere un equilibrio termico che crei condizioni di comfort coerenti nel tempo, prima e oltre il supporto degli impianti.

Geometria del sole: orientamento, altezze solari, ore critiche

La progettazione solare prende avvio dalla comprensione della geometria del suo moto apparente, descritta dagli angoli di azimut ed elevazione, che variano in funzione della stagione, dell’ora del giorno e della posizione geografica.

Questa variabilità determina il modo in cui la radiazione incide sulle superfici dell’edificio, influenzando direzione, intensità e durata dei guadagni solari e incidendo direttamente sull’equilibrio termico degli spazi interni.

Il comportamento dell’irraggiamento cambia sensibilmente in base all’orientamento delle facciate. Alcune esposizioni ricevono radiazione più facilmente controllabile attraverso dispositivi geometrici, mentre altre sono interessate da apporti a bassa altezza solare, spesso coincidenti con le ore di utilizzo degli ambienti; il che rende più complesso il contenimento dei carichi radianti e aumenta il rischio di surriscaldamento.

In questo quadro, l’orientamento diventa una scelta progettuale che incide sulla distribuzione della trasparenza, sulla profondità dei locali e sulla qualità del comfort percepito.

Il disegno della facciata e della sezione consente di governare tali effetti: aggetti, frangisole, logge e arretramenti operano come dispositivi di regolazione climatica, in quanto selezionano le porzioni di cielo visibile e modulano in modo continuo l’apporto solare nel corso della giornata e delle stagioni. Approfondisci qui il percorso del sole.

Comfort ed equilibrio termico: oltre la temperatura dell’aria

Il comfort termico non può essere ridotto alla sola temperatura dell’aria o al controllo di un setpoint: è il risultato di un equilibrio complesso tra il corpo umano e l’ambiente circostante, in cui intervengono diversi fattori fisici, come temperatura e movimento dell’aria, umidità relativa e, in modo determinante, temperatura media radiante e asimmetrie radianti.

In edifici ben isolati, questi ultimi aspetti diventano centrali, poiché le superfici interne e le vetrate esposte al sole contribuiscono in modo significativo alla percezione termica.

Una superficie vetrata irradiata può comportarsi come un corpo caldo, aumentando la temperatura radiante locale, mentre la radiazione solare diretta può colpire gli occupanti generando disagio anche in condizioni di aria apparentemente confortevole.

Per questo, i modelli di comfort più evoluti considerano esplicitamente il contributo radiativo, distinguendo tra quota diretta e diffusa e valutando l’effetto delle schermature.

Da qui deriva un cambio di scala progettuale: non progettare solo lo spazio, ma il microclima del corpo nello spazio. In termini operativi ciò implica:

• Evitare postazioni fisse esposte a irraggiamento diretto nelle ore critiche;
• Progettare schermature come strumenti di controllo dell’irraggiamento su superfici e persone;
• Interpretare il comfort come una condizione dinamica, variabile nel corso delle stagioni.

Facciata e finestre: bilanciare luce, guadagni e stabilità termica

La facciata funziona come un sistema di scambi tra interno ed esterno, nel quale la finestra riveste un ruolo determinante per il comportamento energetico e il comfort degli ambienti.

Attraverso il serramento si attivano infatti diversi meccanismi – trasmissione termica, guadagno solare, tenuta all’aria e illuminazione naturale – che agiscono in modo simultaneo e interdipendente.

La qualità del progetto non dipende quindi da un singolo parametro prestazionale, ma dalla capacità di governare questi fattori in maniera omogenea ed integrata.

In tal senso, non è la sola quantità di superficie vetrata a determinare il risultato, bensì la sua distribuzione e il suo disegno: facciate con uguale percentuale di trasparenza possono comportarsi in modo molto diverso in funzione della posizione, della continuità delle aperture e del rapporto pieno/vuoto.

Anche la profondità della finestra assume un ruolo progettuale rilevante: arretramenti, strombature, spallette e davanzali generano effetti di auto-ombreggiamento e contribuiscono al controllo dell’abbagliamento.

Ne deriva una conseguenza chiara: prima di aumentare la trasparenza per ragioni spaziali o percettive, è necessario progettare il controllo dei guadagni solari, affinché la facciata non diventi una fonte di instabilità termica.

Schermature: dispositivi “ottici” prima che energetici

Le schermature solari vengono spesso intuite come meri elementi accessori, ma sono in realtà dei veri e propri componenti architettonici capaci di regolare il rapporto tra edificio, cielo e sole, e di coniugare il controllo solare e la qualità spaziale.

La loro funzione primaria è di natura ottica: selezionano porzioni di cielo visibile e intercettano la radiazione prima che entri negli spazi interni, influenzandone in modo diretto l’equilibrio e il comportamento termico.

Un’ombreggiatura efficace riduce i guadagni solari e i picchi di carico estivo, contribuendo in modo importante alla stabilità microclimatica degli ambienti; ma non tutte le schermature solari si equivalgono tra loro.

Le soluzioni esterne risultano generalmente più efficaci, poiché bloccano la radiazione prima dell’attraversamento del vetro, mentre quelle interne migliorano soprattutto il comfort visivo, in quanto intervengono quando il calore è già in parte entrato.

Schemature per il sole. Edificio ENI S.p.A. – Energy Revolution all’EUR
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Dal punto di vista progettuale, le schermature si traducono in geometrie misurabili:

• Aggetti orizzontali per il sole alto;
• Frangisole verticali per il sole basso;
• Lamelle orientabili per un controllo adattivo;
• Soluzioni morfologiche integrate nella forma dell’edificio.

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Inerzia, ventilazione e layout: equilibrio termico lungo la giornata

Se orientamento e schermature regolano la quantità di radiazione che entra nell’edificio, inerzia termica e ventilazione ne determinano il comportamento nel tempo.

La massa termica, costituita da materiali ad alta capacità di accumulo, assorbe il calore in eccesso e lo rilascia gradualmente, contribuendo a smorzare i picchi e a stabilizzare l’andamento della temperatura interna. Tale effetto risulta efficace soprattutto quando la massa è integrata in una strategia coerente di captazione e controllo solare.

In questo contesto, il layout assume un ruolo determinante. La distribuzione degli ambienti e delle superfici massive influisce direttamente sulla qualità del comfort e sulla percezione termica.

In particolare, è utile:

• Collocare la massa in zone che ricevono apporti solari controllati, evitando asimmetrie radianti;
• Separare gli ambienti in base a funzioni e orari d’uso, inserendo spazi buffer tra facciate esposte e locali sensibili;
• Utilizzare la ventilazione naturale, soprattutto notturna, come strumento di dissipazione del calore accumulato.

Il risultato di un buon “progetto solare” è un edificio con oscillazioni ridotte della temperatura operativa e radiante, che quindi è più stabile e confortevole nelle reali condizioni di utilizzo.

Conclusioni

Progettare in relazione al sole significa costruire un equilibrio termico dinamico tra geometria, materia e uso degli spazi. Orientamento, facciata, schermature, massa e ventilazione agiscono come parti di un unico sistema, capace di governare la radiazione solare e trasformarla da fattore critico a risorsa progettuale.

La qualità dell’architettura emerge quando il controllo degli apporti solari si traduce in stabilità microclimatica e comfort reale nelle ore di vita degli ambienti, riducendo la dipendenza da soluzioni correttive a valle.

Imparare a governare l’apporto del sole in architettura significa sviluppare una competenza trasversale che attraversa il disegno architettonico e ne misura la consapevolezza tecnica e culturale.