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Un laboratorio per il comfort, con le persone dentro
I primi esperimenti al Façade System Interactions Lab
Due ampie stanze da 30 metri quadrati: di volta in volta lo spazio diventa però uffici, sale d’aspetto o appartamenti. All’interno le persone sembrano lavorare o trascorrere tranquillamente alcune ore di tempo, in realtà si trovano in un laboratorio high tech dove vengono testate le più diverse tecnologie abitative – dalle facciate ai sistemi di riscaldamento e raffreddamento. L’idea è quella di valutare le soluzioni costruttive per gli edifici tenendo conto anche di un parametro assai importante: il comfort percepito da chi l’edificio lo usa.
Da alcune settimane, entrando nel Façade System Interactions Lab – uno degli ultimi laboratori costruiti al NOI Techpark dall’Istituto per le energie rinnovabili – si ha l’impressione di trovarsi in un moderno soggiorno: un tavolo, un divanetto, una televisione e ventilatori a soffitto. All’interno del laboratorio si svolgono esperimenti per valutare il comfort percepito dalle persone in un ambiente raffrescato con tre diverse tipologie di ventilazione meccanica.
Il Façade System Interactions Lab è stato costruito principalmente per testare in condizioni realistiche le correlazioni tra le facciate e l’ambiente interno. “Spesso le misure sulle performance termiche delle facciate degli edifici sono realizzate usando due camere climatiche: una che simula le condizioni ambientali esterne, l’altra quelle interne e la facciata sta in mezzo. Questo rende la prova ripetibile, ma non coglie completamente le reali condizioni d’uso,” spiega Francesco Babich, ingegnere di Eurac Research . “Nel nostro Façade System Interactions Lab invece da un lato si ha il mondo vero – fatto di eventi atmosferici variabili, temperatura, umidità e luminosità – dall’altra una camera controllata che simula un ambiente interno altrettanto realistico.” Tutto il laboratorio inoltre poggia su una base mobile che ruota a 180 gradi, così da simulare le diverse esposizioni dell’edificio.
Già nella fase di progettazione del Façade System Interactions Lab ci si è resi conto che le potenzialità del laboratorio erano maggiori rispetto ai test dedicati a involucri e facciate. Allargando il laboratorio in modo da avere due stanze molto ampie – di circa 30 metri quadrati ciascuna – sarebbe stato possibile ospitare persone per diverse ore e valutare di conseguenza un altro elemento fondamentale per le nuove soluzioni dell’edilizia sostenibile: il comfort delle persone che gli spazi li abitano e vivono.
Criteri oggettivi e soggettivi per la valutazione del comfort
Il comfort e la salubrità di un ambiente dipendono dalla combinazione di alcuni parametri fisici – come ad esempio temperature, umidità relativa, illuminazione, suoni e rumori, contaminati dell’aria – e il modo in cui questi parametri vengono percepiti dalle persone. “Esiste una parte oggettiva che si compone di misure fisiche. Bisogna però tenere in conto anche di una parte del comfort che dipende dalla percezione della persona,” spiega Francesco Babich. “Per esempio, se analizziamo ila qualità dell’aria in un appartamento, bisogna rilevare se sono presenti sostanze nocive o che hanno un effetto sull’uomo riducedno la capacità di svolgere determinati compiti. Oltre a questo, è però necessario valutare la percezione soggettiva della persona che abita l’appartamento. La stessa cosa vale per il comfort termico: si misurano parametri oggettivi. Ma ci sono anche aspetti soggettivi che bisogna saper tenere in conto”.
technical documentationIl progetto Cultural-e
Nel realizzare case che consumano meno, o che addirittura producono più energia di quanta ne consumano, sono diverse le variabili da tenere in conto. Per dirne alcune: bisogna capire le tecnologie a disposizione sul mercato, il loro costo e la loro accessibilità, l’ambiente e il clima. Ma c’è un altro aspetto che spesso viene trascurato: come si comporta chi usa l’edificio, da quale cultura proviene e quali abitudini ha?
Per questo nel progetto di ricerca europeo Cultural-e, coordinato dagli esperti in efficienza energetica di Eurac Research, una parte importante è dedicata a come facilitare la costruzione di edifici multi-residenziali cosiddetti “plus energy” – edifici che garantiscono ottime condizioni degli ambienti interni, producendo più energia di quanta ne consumano – in modo che siano facilmente utilizzabili dagli utenti in base, anche, alla loro contesto di provenienza, sociale e culturale.
All’interno del Façade System Interactions Lab si ricreano ambienti abitativi o lavorativi assai verosimili. Ad esempio si possono simulare un ufficio con riscaldamento a pavimento, un appartamento con dei termosifoni e una classica caldaia, una sala d’attesa con ventilatori a soffitto.
È possibile testare diverse tipologie di tecnologie per gli edifici. Tra le tecnologie inseribili a piacimento nel laboratorio ci sono quelle di raffrescamento e raffreddamento – radiatori, pompe di calore, split, sistemi a pavimento, ventilatori – ma anche sistemi di oscuramento come tende e tapparelle. Si possono simulare anche soluzioni più strutturali, modificando artificialmente le condizioni della camera climatica interna: ad esempio, si può capire come cambiano performance energetiche e percezione di comfort in uno stesso appartamento che in pochi minuti passa da avere un cappotto termico a non averlo.
Come avviene un test per la valutazione del comfort, in un laboratorio
I test sul comfort possono durare da meno di un’ora fino anche a mezza giornata: a partecipare agli esperimenti può essere una singola persona, o un gruppo. Durante il test nel laboratorio, ai partecipanti vengono somministrati dei questionari per valutare la percezione soggettiva del comfort.
All’interno del laboratorio, oltre a delle persone in carne ed ossa, possono venir utilizzati anche due speciali manichini per la misura di parametri termici e acustici. “I manichini ci aiutano a fare valutazioni oggettive e ripetibili,” spiega Francesco Babich, “uno di questi manichini permette di valutare l’ambiente sonoro. L’altro ha il corpo suddiviso in diverse zone termiche fra loro indipendenti e ci aiuta a capire cosa sta succedendo a livello termico attorno alle persone”. Integrando dati oggettivi con le analisi dei questionari si ha quindi un quadro più chiaro del comfort percepito dagli utenti di un edificio.
Il Façade System Interactions Lab è un laboratorio abbastanza unico nel suo genere,” spiega Roberto Lollini, a capo del gruppo di ricerca sull’efficienza energetica degli edifici e tra gli ideatori dell’infrastruttura. “A livello europeo è l’unico che mette insieme diverse caratteristiche: la possibilità di testare facciate e tecnologie inserite all’interno degli edifici, unita alla valutazione del comfort. Qualcosa di simile si trova anche a Berkeley, negli Stati Uniti”. Il laboratorio può essere utilizzato da enti di ricerca così come da aziende private che hanno bisogno di mettere alla prova i prototipi e ottimizzare prodotti. Altri utilizzatori sono i progettisti: chi deve realizzare, ad esempio, gli uffici di una grande azienda ha la possibilità di valutare in maniera efficace in un solo luogo combinazioni diverse di soluzioni e tecnologie. Infine è possibile testare anche sistemi di monitoraggio per il controllo delle performance energetiche e del comfort, come ad esempio sistemi per il controllo della qualità dell’aria.
Il Façade System Interactions Lab
Il “Façade System Interactions Lab” di Eurac Research, é stato realizzato per valutare l’interazione tra gli elementi che costituiscono un edificio - sistemi e componenti di involucro, impianti di ventilazione, riscaldamento e raffrescamento - e l’ambiente interno. Il laboratorio è in grado di verificare in condizioni di funzionamento realistiche le prestazioni energetiche e la qualità degli ambienti interni determinate da sistemi di facciata, con diverse configurazioni impiantistiche. L'infrastruttura consiste in un piccolo edificio e permette di studiare, su scala reale, l’influenza di questi sistemi sul comfort percepito e misurato.
