Comfort sotto un tetto in vetro — Atrio.

Comprendere le sfide del comfort nei grandi volumi

Spazi ad alto valore architettonico ma termicamente complessi

Gli atri, le hall di accoglienza e gli spazi di grande altezza si distinguono per i loro volumi generosi, le loro pareti ampiamente vetrate e il loro legame diretto con l'esterno. Questa trasparenza, fonte di luce, diventa anche un vincolo tecnico maggiore : gli apporti solari, la stratificazione delle masse d'aria e l'inerzia termica delle strutture modificano in permanenza l'equilibrio del comfort.

L'aria calda tende ad accumularsi nella parte alta mentre le pareti vetrate assorbono e restituiscono l'irraggiamento secondo cicli rapidi — creando gradienti di temperatura difficili da compensare con un approccio statico.

I fenomeni dominanti: irraggiamento, stratificazione e inerzia

L'irraggiamento solare costituisce la principale fonte di energia incidente : attraversa le vetrate, si trasforma in calore al contatto con le superfici, poi irraggia verso gli occupanti. La stratificazione termica sovrappone strati d'aria di temperature diverse (scarti di diversi gradi tra suolo e tetto in vetro). L'inerzia termica dei materiali smorza le variazioni ma può rilasciare tardivamente il calore accumulato, prolungando il disagio.

La comprensione di questi fenomeni esige un approccio dinamico, capace di riprodurre gli scambi reciproci tra convezione, conduzione e irraggiamento.

L'approccio EOLIOS: modellare il clima interno

La simulazione CFD, uno strumento di analisi multi-fisica

EOLIOS si basa sulla meccanica dei fluidi numerica (CFD) per riprodurre le interazioni tra aria, superfici, calore e irraggiamento. I modelli 3D risolvono simultaneamente le equazioni di conservazione della massa, della quantità di moto e dell'energia, offrendo una lettura completa del comportamento termo-aeraulico : velocità, pressioni, trasferimenti per convezione e irraggiamento, zone di stagnazione e squilibri di temperatura.

Irraggiamento solare e scenari climatici

EOLIOS integra dati meteorologici reali e la posizione del sole per simulare l'irraggiamento diretto, diffuso e riflesso, tenendo conto del fattore solare delle vetrate, dell'ombreggiamento delle facciate e del comportamento spettrale dei materiali. L'accoppiamento irraggiamento-convezione permette di calcolare la temperatura media radiante, parametro essenziale della sensazione. Le simulazioni coprono diversi scenari estremi — estate calda, inverno freddo, mezza stagione.

Valutazione del comfort tramite gli indici PMV e PPD

Oltre alle temperature e velocità, EOLIOS si basa sugli indicatori normalizzati PMV (Predicted Mean Vote) e PPD (Predicted Percentage of Dissatisfied) della norma ISO 7730. Il PMV quantifica la sensazione termica (–3 a +3), il PPD stima la percentuale di insoddisfatti, tenendo conto della temperatura dell'aria, della temperatura radiante, della velocità dell'aria, dell'umidità, dell'attività e dell'abbigliamento. Obiettivo : tendere verso un comfort neutro (PMV ≈ 0, PPD < 10 %).

Dalla diagnosi alla strategia climatica

L'analisi CFD rivela i meccanismi all'origine degli squilibri : zone di ricircolo, volumi mal rimescolati, punti caldi legati agli apporti solari localizzati. EOLIOS formula allora strategie mirate — regolare la posizione di una bocchetta di mandata, modificare un angolo di diffusione, rivedere la regolazione. Nelle hall di grande altezza, il controllo del rimescolamento dell'aria è centrale : equilibrio sottile tra velocità (disagio se troppo rapida) e omogeneità (stratificazione se insufficiente).

Gli apporti solari sono caratterizzati per diversi regimi rappresentativi, sfociando in raccomandazioni di regolazione : adattamento della portata di mandata, modulazione del pavimento radiante di raffrescamento, protezioni solari.

Strategie ibride: mandata, tiraggio e ventilazione naturale

EOLIOS studia il potenziale di ventilazione naturale e di free cooling notturno : le differenze di densità tra strati caldi e freddi generano un tiraggio termico naturale sfruttabile per evacuare le calorie accumulate di giorno. Combinato con una regolazione meccanica intelligente, ciò permette strategie ibride performanti : ventilazione naturale notturna, mandata assistita di giorno, modulazione delle aperture secondo il vento.

Comfort predittivo e progettazione assistita

La simulazione permette di osservare l'edificio prima della sua realizzazione : un vero laboratorio virtuale dove le scelte architettoniche e tecniche sono testate, confrontate e ottimizzate. Le mappature 3D di temperatura, velocità e pressione validano e regolano la progettazione (orientamento degli ugelli, portate, temperatura di mandata, fattore solare delle vetrate), riducendo le incertezze legate alle grandi altezze.

Nell'approccio EOLIOS, il comfort diventa un criterio centrale di prestazione, integrato fin dallo schizzo — garantendo stabilità termica e prestazione energetica qualunque sia la modalità di esercizio.