Studio di ventilazione naturale di un hotel troglodita nel deserto di Al-Ula, in Arabia Saudita : caratterizzare i microclimi per valorizzare « l'energia della montagna ».
SHARAAN è un progetto dell'architetto Jean Nouvel : costruire un hotel in una montagna rocciosa del deserto di Al-Ula, in Arabia Saudita, preservando il paesaggio della riserva naturale incorporandovi al contempo concetti architettonici moderni.
Promosso dagli atelier Jean Nouvel e Terrell, EOLIOS ha realizzato uno studio globale del sito per caratterizzare con precisione l'aeraulica del resort (microclimi, spostamenti d'aria interni, effetti di termosifone).
In sintesi. Hotel troglodita scavato in una montagna del deserto di Al-Ula (Arabia Saudita), per Jean Nouvel & Terrell. EOLIOS ha caratterizzato i microclimi (esposizione solare con eliodoni, rosa dei venti) poi simulato in CFD la ventilazione naturale del resort completo (montagne circostanti e condotti interni inclusi), per valorizzare «l'energia della montagna» e mantenere un comfort interno gradevole nonostante gli estremi del deserto.
La sfida principale è preservare il paesaggio della riserva naturale di Sharaan incorporandovi al contempo un complesso alberghiero dai concetti architettonici moderni, scavato nella roccia sul fianco della montagna.
Gli habitat troglodita — abitazioni scavate nella roccia — offrono un eccellente isolamento termico grazie alla roccia circostante : le temperature sono stabili (calore conservato in inverno, frescura in estate) e le abitazioni solide. È l'idea adottata da Jean Nouvel per il suo palazzo nel deserto.
Abitazione scavata nella roccia. L'elevata inerzia termica della massa rocciosa attenua le variazioni di temperatura : l'interno resta fresco in estate e mite in inverno, senza apporto energetico.
Il clima di Al-Ula combina più vincoli forti, ma offre anche potenziali di raffrescamento sfruttabili per un controllo bioclimatico in un ambiente desertico complesso :
Degli studi climatici determinano le tendenze generali del sito : degli eliodoni hanno caratterizzato l'esposizione solare, e le velocità del vento sono state rilevate sulla stazione meteo più vicina. Le variazioni termiche delle superfici legate all'irraggiamento solare generano microclimi locali ; in prima approssimazione, la base dei canyon è considerata poco soleggiata per valorizzare questi effetti.
Dispositivo, fisico o numerico, che riproduce il percorso del sole su un anno per caratterizzare l'esposizione solare di un sito e del suo rilievo in ogni stagione.
Questo progetto, facendo corpo con la montagna, si ispira e utilizza il vento al suo cuore. Il vento marca la roccia con motivi caratteristici. La rosa dei venti annuale determina i venti dominanti e le loro ampiezze massime, per condurre gli studi nei casi più sfavorevoli e tenere conto degli effetti locali della montagna.
Rappresentazione grafica delle direzioni dominanti del vento e delle loro velocità su un anno. Guida la scelta dei casi di vento più sfavorevoli da simulare.
La simulazione CFD è stata realizzata con un modello completo dell'hotel e del suo ambiente prossimo (geometria del sito e delle montagne, a partire dal modello degli atelier Jean Nouvel), includendo i condotti interni del resort per studiare con precisione la ventilazione naturale.
La sfida : scavare la roccia per creare spazi ad alto livello di comfort, nonostante temperature ambiente molto elevate e il vento (e le raffiche). La CFD simula le pressioni, i movimenti d'aria e le temperature in ogni punto : le temperature devono restare gradevoli e ben più basse degli estremi del deserto, e le simulazioni forniscono le linee di corrente del vento esterno e le tendenze dello spostamento d'aria interno. L'effetto camino termico è sfruttato per rinnovare l'aria degli spazi scavati.
Da ricordare. In ambiente desertico, la CFD permette di valorizzare «l'energia della montagna» (l'inerzia della roccia, i microclimi freschi dei canyon e il vento) per mantenere un comfort interno gradevole limitando fortemente il ricorso alla climatizzazione.
Habitat troglodita, microclimi del deserto e ventilazione naturale che valorizza «l'energia della montagna».
Un'abitazione scavata nella roccia beneficia dell'elevata inerzia termica della massa rocciosa : la temperatura resta stabile, più fresca in estate e più mite in inverno. Nel deserto, questa inerzia limita il ricorso alla climatizzazione e costituisce la base della strategia bioclimatica del resort, accanto a un'ottimizzazione del comfort termo-aeraulico.
Attraverso studi climatici : degli eliodoni hanno ricostruito l'esposizione solare annuale del rilievo, e le velocità del vento sono state rilevate presso la stazione meteo più vicina. Una rosa dei venti annuale ha fissato le direzioni dominanti e le ampiezze massime, per studiare i casi più sfavorevoli.
Un rinnovo dell'aria senza apporto meccanico, che sfrutta le differenze di pressione dovute al vento e le differenze di temperatura (effetto termosifone). L'obiettivo : valorizzare «l'energia della montagna» per rinfrescare e ventilare gli spazi trogloditi.
La CFD restituisce le pressioni, i movimenti d'aria e le temperature in ogni punto, a partire da un modello completo del resort, delle montagne circostanti e dei condotti interni. Fornisce le linee di corrente esterne e le tendenze dello spostamento d'aria interno, impossibili da ottenere su un semplice modello fisico.
Sì : l'inerzia della roccia, i microclimi più freschi dei canyon e una ventilazione naturale ben orientata mantengono le temperature gradevoli, ben al di sotto degli estremi del deserto, limitando al contempo il consumo energetico.
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