Studio CFD del comfort al vento sui balconi di un edificio residenziale: quando il vento li rende inutilizzabili e quali protezioni per usarli tutto l'anno?
Prima della costruzione di un edificio con spazi esterni privati come i balconi, è necessario valutare il comfort al vento degli occupanti e individuare le zone potenzialmente problematiche. EOLIOS ha condotto questo studio tramite simulazione CFD dell'aeraulica esterna intorno all'edificio.
La soluzione qui studiata è quella dei pannelli scorrevoli, che non chiudono totalmente il balcone. I venti sono più freddi e di maggiore intensità in inverno : senza protezione adeguata i balconi diventano allora inutilizzabili. L'obiettivo : verificare il profilo di velocità del vento sui balconi, soprattutto ai piani più alti, e poi proporre alternative per ottimizzare il comfort degli abitanti.
L'essenziale. Studio CFD del comfort al vento sui balconi di un edificio residenziale : l'analisi climatica (rose dei venti) e la simulazione dei flussi individuano i balconi scomodi, disagio già da 1 m/s, poi valutano tre protezioni (pannelli scorrevoli, spazi chiusi, parapetti vetrati). I pannelli scorrevoli risultano il miglior compromesso : aerazione d'estate, un giardino d'inverno a effetto serra d'inverno.
I balconi sono per natura esposti al vento. A seconda della sua intensità, questo può renderli inutilizzabili, per cui va garantito un buon livello di comfort, almeno in primavera e in estate. Un balcone è giudicato scomodo non appena la velocità dell'aria supera 1 m/s, una soglia molto più bassa che in zona pedonale, perché vi si sta perlopiù seduti o fermi.
V < 0,2 m/s : aria di uno spazio chiuso · 0,2–0,5 : finestra aperta, leggera corrente d'aria · 0,4–1 : brezza · V > 1 : paragonabile a un ventilatore in funzione · V > 2 : vento sgradevole.
La simulazione CFD restituisce i fenomeni aeraulici indotti dalla particolare geometria dei balconi calcolando il flusso dell'aria intorno all'edificio. Poiché l'interno dell'edificio non influisce su questi flussi esterni, solo i balconi e la facciata sono stati modellati in dettaglio.
A seconda dell'origine del vento, sul retro dell'edificio compaiono ricircoli : una parte dell'aria giunta al suolo, rallentata dagli attriti, risale lungo la facciata e si infila in alcuni balconi, generando disagio anche quando il vento non soffia verso la facciata. Questo fenomeno va anticipato fin dalla progettazione.
Uno studio locale delle velocità dell'aria, balcone per balcone, fornisce i vettori velocità in ogni punto. Distingue le zone di ricircolo, senza reale disturbo, dalle zone di alta velocità e di passaggio d'aria, che sono invece prioritarie da trattare.
Da ricordare. La soglia di disagio di un balcone (1 m/s) è molto bassa : vi si cerca la calma, non solo l'assenza di pericolo. Da qui l'interesse di protezioni modulabili, che preservano l'aerazione estiva pur tagliando il vento freddo invernale.
Per proteggere gli abitanti dal vento sono ipotizzabili diversi dispositivi, frangivento artificiali o vegetali, spazi chiusi, parapetti vetrati. Tre piste sono state confrontate :
Pannelli scorrevoli — mobili, si aprono d'estate per aerare ed evitare i surriscaldamenti, e si chiudono d'inverno per creare un giardino d'inverno a effetto serra, riscaldando il balcone e riducendo il riscaldamento. Il miglior compromesso per questo progetto.
Spazi chiusi — totalmente isolati dall'esterno, eliminano il vento ma provocano surriscaldamenti d'estate e fanno perdere la sensazione di essere all'aperto.
Parapetti vetrati & frangivento — palizzate fisse, pensiline o siepi frangivento vegetali, da posizionare secondo le zone esposte individuate dalla simulazione.
Trattando in via prioritaria solo le zone critiche individuate dalla simulazione, si massimizza il guadagno di comfort controllando al contempo il costo e l'impatto architettonico. Ben concepiti, questi allestimenti rendono i balconi pienamente utilizzabili, aerati d'estate, temperati d'inverno.
Know-how: la misura e la simulazione del comfort al vento in ambiente urbanoComfort al vento sui balconi, ricircoli e protezioni modulabili.
Oltre circa 1 m/s, il balcone è giudicato scomodo, una soglia molto più bassa che in zona pedonale, perché vi si sta perlopiù seduti o fermi.
A seconda dell'orientamento del vento, si formano ricircoli sul retro dell'edificio : l'aria rallentata al suolo risale lungo la facciata e si infila in alcuni balconi. Questo meccanismo è vicino a quello studiato in lo studio delle pressioni del vento.
Mobili, si aprono d'estate per aerare ed evitare i surriscaldamenti, e si chiudono d'inverno per creare un giardino d'inverno a effetto serra che riscalda il balcone e riduce il riscaldamento.
Non necessariamente : uno spazio interamente chiuso elimina il vento ma provoca surriscaldamenti d'estate e fa perdere la sensazione di essere all'aperto. I pannelli scorrevoli offrono un compromesso migliore.
L'interno dell'edificio non influenza il flusso d'aria esterno in corrispondenza dei balconi. Solo i balconi e la facciata sono quindi modellati in dettaglio, per concentrare la precisione dove conta.
Esplora le nostre competenze, i progetti e i dossier tecnici per andare oltre la FAQ.
Tracciato delle correnti d'aria a un piano intermedio per un vento da ovest: visualizzazione dei ricircoli e dell'ingresso dell'aria nei balconi dell'edificio residenziale.
Comfort dei pedoniComfort dei pedoni — La Défense
TettoTetto di un palazzo — Casablanca
SportComfort del vento — centro di formazione PSG
Comfort dei pedoniComfort aeraulico — Collège
TettoComfort del vento — tetto
SicurezzaMessa in sicurezza di un sito commerciale — rischio vento
GrattacieloImpatto del vento — grattacielo — Caen
SolareImpatto del vento — impianto solare
Potenziale eolicoStudio del vento — La Défense
GrattacieloTour Liberté — La Défense
Competenze CFD, progetti realizzati e dossier tecnici: tutto il settore Aria e Vento in un unico punto di accesso.