equilibrio temporaneoo임시 평형

politecnico di torino

facoltà di architettura I

corso di laurea in architettura (costruzione)

relatore stefano corgnati

correlatori michele bonino marco bruno simonetta pagliolico

studentessa mariana michalcikova

tesi di laurea specialistica

equilibrio temporaneo

applicazione dei materiali di cambiamento di fase sulle costruzioni temporanee a ttukseom, seoul

luglio 2010

“A building is, at root, nothing more than an assemblage of materials forming an enclo-sure. We recognize that these materials came from somewhere, are held together for a time by the techniques of construction, and will at some future time transform into another state. While we tend to think of buildings as per-manent, they are in fact only a resting state for materials, a temporary equilibrium that is destined to be upset by the entropic forces that drive the physical universe.”kierantimberlake architects

8 premesse equilibrio temporaneo introduzione il lavoro il sito del progetto_ttukseom gli elementi del masterplan strategia anti-zoning tre tipologie per il residenziale considerazioni tipologie edilizie scelte posizionedegliedificielandscapesulfiume il carattere di vilaggio urbano

24 seoul molteplicità dei centri korean fast changing society han miracle tipologia edilizia villa tipologia edilizia corridor type tipologia edilizia podium type

36 energia penisola coreana bilancio dell’energia in corea del sud scenari futuri 40 clima analisi delle condizioni climatiche di seoul_metodo di mahoney nozione di comfort il procedimento diagnosi analisi secondo gli indicatori raccomandazione sintesi glossario tabelle

52 hanok hanok forma posizione dell’involucro sistemi di condizionamento_ondol

sistemi di condizionamento_maru configurazionidellospaziointerno tipologia locale_ seoul hanok mumuheoun, seoul schemigraficidisintesi conclusioni

68 phase change materials tecnologia requisiti sistemi di contenimento pcm appropriato costruzione leggera sostenibile posizione dello strato PCM criteri di progettazione

78 progetto parete attiva fase 1_il sistema funzionamento del sistema fase2_verificatramitesoftware correzione dei risultati discussione dei risultati conclusioni fase 3_modello dinamico equazione della diffusione soluzionenumerica_ilmetododelledifferenzefinite illustrazione_analogia del circuito elettrico

104 strutture temporanee

117 bibliografia testi articoli sitografia

119 ringraziamenti

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equilibrio temporaneonella continua trasformazione della materia è un fenomeno caratteristico per la korean fast changing society, e in particolare per la metropoli sudcoreana, Seoul. A differenza delle grandi città occidentali, nelle quali il passato dell’architettura ha una forza suggestiva e ideale, da preservare, e si costruisce proprio pensando gli edifici come permanenti, a Seoul la temporaneità è es-plicita: interi quertieri sono progettati con la consapevolezza che in un futuro più o meno prossimo, per diversi motivi sociali, politici o economici, ci sarà il bisogno di sostituirli. Nella mia tesi ho voluto cogliere questo aproccio così aperto nei confronti delle metamorfosi urbane: attraverso le proposte che fossero un’occasione per rendere il mu-tamento urbano razionale e sostenibile, ma comunquesufficientementedinamico.

introduzioneLa tesi riprende il progetto avviato in occa-sione dell’unità di progettazione Architet-tura residenziale in acciaio a Seoul, svolta nell’autunno 2008 in collaborazione con la Konkuk University di Seoul. L’unità di proget-tazione era focalizzata sulla ricerca di soluzi-oni e proposte progettuali relativamente alle problematiche urbane derivanti dallo sviluppo frenetico della metropoli di Seoul - temi quali la densità, lo zoning, o la sosteni-bilità in architettura - individuate attraverso un’attenta analisi riguardante i diversi aspetti urbani, sociologici e culturali. Il gruppo di otto studenti ha sviluppato tre varianti di masterplan per l’area di Ttukseom, frutto del lavoro interattivo del gruppo e delle discussioni con i docenti e gli studenti del Po-litecnico di Torino e della Konkuk University. Le tematiche trattate in questa sede sono state

1 durante il soggiorno a seoul. courtesy_chiara votta

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guito dall’analisi dei principi dell’abitazione tradizionale coreana, hanok, strettamente legata alle condizioni climatiche e del sito. Attraverso una reinterprazione dei principi dell’hanok viene ideato un sistema innova-tivo basato sull’applicazione dei materiali di cambiamento di fase (phase change mate-rials, pcm): si ipotizza una parete attiva che nella sua flessibilità possa adattarsi alle di-verse esigenze del comfort termico, variabili nell’arco dell’anno, portando così al miglior controllo delle energie e quindi al risparmio energetico. L’attenzione viene focalizza ta sullo stabilire dell’equilibrio temporaneo ter-mico all’interno dell’ambiente.Nella fase successiva, il sistema viene elabo-rato in una proposta delle abitazioni tempora-nee strutturate, che possano essere utilizzate durante le numerose trasformazioni urbane a Seoul. In queste occasioni gli abitanti degli

poi ulteriormente approfondite durante il sog-giorno trascorso a Seoul e successivamente elaborate nelle tesi individuali.

il lavoroLa tesi riporta le fasi significativedelpercor-so progettuale compiuto in questi ultimi due anni di costante lavoro. In primo lugo viene presentato il masterplan proposto e le scelte progettuali intraprese durante l’unità di progettazione, succes-sivamente trasformate dopo il soggiorno a seoul, di fronte alla realtà coreana, descritta in seguito attraverso un’analisi sintetica dello sviluppo urbano della città e lo studio delle tipologie residenziali più importanti. Dopo un breve punto sulla situazione en-ergetica in Corea del Sud verranno esa-minate le condizioni climatiche tramite il metodo di Mahoney. Lo studio climatico è se-

2identificazionedellacittàdiSeoulsullamappadella Corea del Sud3identificazionedeldistrettoSeongdongsullamappa comunale di Seoul

4 posizione strategica dell’area di Tukseom

celerare l’evoluzione della Ttukseom tramite costruzione di alloggi e aree commerciali. Lo sviluppo continua negli anni ’80, con la real-izzazione del parco per lo sport (1986) e del Museo dell’acqua (1989). Oggigiorno l’area è considerata una delle zone strategiche e potenzialmente più pres-tigiose della città, in quanto collocata tra l’affluentedelfiumeHan(Hangang), il canale Cheonggyecheon ripristinato negli anni 2003-2005, e il parco urbano Seoul Forest. Seoul Forestèuneco-parkconlasuperficiedicirca105 ha, ricavato nel 2005 attraverso la trasfor-mazione del parco per lo sport del 1986 ed è il primo dei progetti compiuti del programma Seoul Green Vision 2020. Il programma com-prende tra l’altro l’abbassamento delle em-missioni dei gas a effetto serra di 40% (soprat-tutto attraverso degli interventi nel settore edile e nel settore di trasporti), e aumentare

interi quartieri vengono trasferiti nelle resi-denze provvisorie in diverse parti della città, oppurelivienepropostouncompensofinan-ziario. Una soluzione di questa situazione non ideale potrebbero appunto essere le abit-azioni rimovibili e riutilizzabili. Data la diso-mogeneità delle applicazioni possibili viene ipotizzata la struttura che possa permettere lamassima flessibilità di assemblaggio ediapplicazione.

il sito del progetto_ttukseomL’area di Ttukseom (seom = l’isola) si trova al sud del distretto Seongdong (Seongdong-gu), nel cuore della Seoul. La zona fu for-temente determinata dalla costruzione dell’impiantodifiltrazioned’acquanel1908;l’intervento l’ha resa quasi esclusivamente in-dustrialefinoallametàdeglianni‘60,quan-do fu proposto un piano urbanistico per ac-

ttukseom

yongsan park

namsan tower

Cheonggyecheon

Ttukseom

Seoul Forest

Hangang

5 le tre zone appartenenti a U-Turn project6 il progetto attuale per Ttukseom sviluppato da Kunwon Architects

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con gli slanciati contenitori ad alta densità. La tipologia residenziale proposta sul merca-to attuale sud coreano come il modello del futuro è rappresentata dal podium type, tip-ologia abitativa a torre con i servizi integrati al piano terra. Uno degli ultimi progetti per Ttukseom applica appunto questo modello prevedendo la crescità dell’area al 600% di SLP. La superficie lorda di pavimentazione saràconcentrata nelle costruzioni di circa 250 metri di media altezza corrispondenti ai 80 pi-ani fuori terra rispetto ai 3 piani fuori terra at-tuali, liberando il piano terra per i servizi pub-blici e il piano primo per gli spazi verdi semi privati.L’area residenziale di Ttukseom è una delle numerose zone della città ad essere desti-nata a demolizione totale in quanto appunto situata in uno snodo strategico.

l’indice del verde nella città convertendo gli impianti di smaltimento delle acque refluenegli eco parchi, in quanto i parchi urbani e forestali hanno un ruolo importante di miti-gazione e adattamento al cambiamento cli-matico nelle città metropolitane come Seoul.Sta di fatto che sinora l’attività in questa direzi-one è piuttosto scarsa, soprattutto per quan-to riguarda appunto il campo di architet-tura: non essendo curata dalla legislazione, l’applicazione delle regole di bioarchitettura rimane a scelta degli costrutori che continua-no a riprodurre i modelli occidentali obsoleti.L’area di Ttukseom (insieme a Yongsan Park e Namsan Tower) fa parte del progetto di riqualificazione e trasformazione (U-Turn project) promosso nel 2005, che reagisce all’elevata richiesta di alloggi su entrambi i latidelfiumeHansostituendoiltessutominutodegliedificibassiinsediatidapochefamiglie

7 tessuto minuto dell’area Ttukseom

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8 masterplan

b

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a a’

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shop

daylife

daylife

daylife daylife

bang

nightlife

9stratigrafiadelmasterplan

abitazioni

servizi

commercio

aree verdi

infrastrutture

10 schema dell’utilizzo equilibrato degli spazi urbani nel ciclo giorno/notte

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gli elementi del masterplanPer perseguire nell’attuale tendenza delle trasformazioni urbane a Seoul è stata simu-lata la situazione reale in cui la crescita di SLP raggiungesse almeno il 300%. Allo stesso tempo si è però voluta conservare la trama e l’andamento del tessuto originale nei percorsi carrabili, pedonali e ciclabili, che racchiudessero la memoria spaziale del luo-go. In questo modo il masterplan viene con-cepito come un sistema di pieni (elementi riprogettati) e vuoti (elementi invariati).Il masterplan prevede inoltre un’estensione dell’affluenteJungnangcheon lungo il limiteoccidentale dell’area, come occasione per ripristinare un contatto diretto con l’acqua, considerata risorsa vitale per l’area: il canale scorre tra i complessi residenziali creando così una presenza naturale nell’immediata vicinanza delle abitazioni.

Per valorizzare la presenza della Seoul Forest si è scelto di rafforzare l’interazione tra la zona residenziale e le aree verdi del parco urbano: lo spazio verde progettato si trasforma grad-ualmente nell’ambiente più naturale e sel-vaggio della foresta.Le analisi urbane svolte per l’area di Ttukseom e per l’intera città dimostrano la crescente importanza dello spazio pubblico, che, in accordocon le nuove influenzeprovenientidall’occidente, assume una valenza sociale e ambientale non indifferente. L’alta densità dell’insediamento, caratteristica come si è detto di tutte le metropoli asiatiche, richiede un’ottimizzazione nella distribuzione degli spazi pubblici. Il masterplan risolve questo problema attraverso un sistema di aree verdi collocate direttamente all’interno delle zone residenziali: in questo modo lo spazio pubbli-co diventa parte integrante dell’architettura

11 sezione a-a’12 sezione b-b’

residenziali a torre con i servizi integrati in una piastra al piano terra.

tre tipologie per il residenzialeLetretipologiediedificipropostesidistribuis-cono con una logica spaziale che tiene in considerazione la posizione di questi rispetto all’area più urbanizzata ad ovest, a carat-tere prevalentemente industriale, e rispetto alla Seoul Forest: allontanandosi progressiva-mentedalcostruitoilsistemadiedificisegueun ritmo decrescente per quanto riguarda l’altezzadell’edificatoe ladensità,creandoin questo modo una maggiore integrazione rispetto al parco urbano. In prossimità della SeoulForestgliedificiassumonosemprepiùun carattere introverso e prettamente resi-denziale, raggiungendo una maggiore inter-azione con la natura attraverso il passaggio delcanaleartificiale.

dei complessi residenziali.

strategia anti-zoningLa suddivisione della città per parti in base allefunzionicomportanotevolidifficoltàsiain termini di spostamenti che in termini di dis-continuità degli spazi urbani nel ciclo giorno/notte. Il progetto si allinea a questa tenden-za imperfetta proponendo tre tipologie di edificiibridi,cheintegranoglispazidiretail,di lavoro e di svago con gli spazi abitativi. Lo spazio pubblico si intreccia con gli ele-menti programmatici di questi edifici, plas-mandoscenariurbaniintegratiepermeabili;l’uso del suolo viene così restituito alla città e alle funzioni pubbliche, quali piazze soprael-evate, giardini, gallerie e terrazze. Si tratta di una variante della tipologia podium, ben rappresentativa dell’immagine verso laqualetendeoggiSeoul:sitrattadiedifici

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tisce una continuità nell’utilizzo della strut-tura nell’arco dell’intera giornata. La cop-ertura della piastra viene in parte utilizzata come giardino semiprivato per gli alloggi del complesso residenziale sovrastante, il quale, oltre ad ospitare gli appartamenti, mette in questo modo a disposizione spazi di interazi-one e di socializzazione.Il secondo modello architettonico propone ancora una volta una piastra pubblica al pi-ano terra, che in questo caso occupa solo una porzione del lotto, consentendo così di utilizzarelarestantepartedellasuperficieperrimodellare la morfologia del suolo ed otte-nere un cambiamento di quota più graduale verso la Seoul Forest. I complessi residenziali, che presentano un’altezza media di 15 piani, sono disposti alle estremità delle piastre e vengono messi in comunicazione l’uno con l’altro attraverso strutture metalliche multi-

Il primo modello architettonico è collocato nell’immediata adiacenza dell’arteria di trasporto, costituita da una strada a medio scorrimento e dalle due linee della metropol-itana posizionate ad un livello superiore. La manica della piastra al piano terra, con-tenente i servizi, il commercio e le bang, rac-chiude una corte centrale di pubblica per-tinenza trattata a verde e accessibile tramite varie interruzioni della manica stessa. Gli spazi dedicati alle bang sono rivolti verso il cortile, in modo da offrire una maggiore ac-coglienzatramiteunazonafiltrocheliseparadalla strada pubblica, e che può eventual-mente essere utilizzata durante la bella sta-gione come estensione dello spazio interno. I locali destinati alle funzioni commerciali e ai servizisiaffaccianoinvecesullastradaalfinedi massimizzarne la visibilità. La varietà delle attività al piano terra garan-

13 schema dell’interazione tra il costruito e il naturale

14 schema dell’ipotesi dell’eliminazione dei bloc-chi architettonici

essenzialmente sulla base di conoscenze ac-quisite “a distanza” e tramite la lettura di testi e l’analisi di documenti forniti dalla Konkuk University, con cui è si è portato avanti un confronto e un dibattito urbano costruttivo ma ancora fondato su informazioni e dati non sperimentati direttamente sul luogo. Una delle regole inviolabili dell’architettura è di non progettare mai per un luogo che non sia stato preventivamente visitato. Questa cen-sura arriva al cuore dell’atto architettonico e tocca aspetti sia politici che etici. Da un lato, il soggiorno nel luogo di proget-tazione rappresenta una verifica fonda-mentale, necessaria a valutare il terreno, accertare la presenza di ostacoli imprevisti, prendere misure accurate. Dall’altro, cam-minare attraverso il sito è essenziale per comprendere il suo genius loci, percepire l’atmosfera, convogliare un senso del luogo

livello sospese sulla strada, destinate ad ac-cogliere ambienti di servizio e di relax per i residenti. Nell’ultima tipologia residenziale proposta i singoli edifici, che presentano un’altezzamedia di 10 piani, vengono collegati invece tramite un corpo di servizio ridotto a soli due pianiesospesosulcanaleartificiale;inques-to modo il modello reinterpreta i percorsi sull’acqua già proposti nel parco esistente ad essi limitrofo. La piastra viene così annul-lata dissolvendosi in superfici verdi che cir-condano le abitazioni e terminano nei prati della Seoul Forest.

considerazioniL’esperienza diretta sul sito di progetto ha portato a delle considerazioni radicalmente differenti da quelle fatte nel momento di re-alizzazione del primo masterplan, elaborato

15 dati di progetto 16 visualizzazioni del masterplan

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servazione,perquantocomunquefiltratedaconoscenze e saperi pre-acquisiti, significa-no anche una maggiore sensibilità in fase di progettazione nei confronti di una cultura in perenneconflitto tra logichediglobalizzazi-one e ricerca di un’identità locale.Il confronto con docenti e progettisti locali riguardo alle problematiche urbane ha in-fatti fatto emergere con forza l’importanza che assumono in Corea del Sud le dinam-iche economiche e di marketing territoriale, le quali prevedevano innanzitutto una mas-simizzazione della resa immobiliare permessa dall’area: nel caso di Ttukseom la SLP doveva raggiungere nel 2008 il valore di 3 m2/ m2 mentre oggi è previsto un valore addirittura doppio pari a 6 m2/ m2. L’importanza attribui-ta a questo particolare aspetto, per cui una proposta progettuale non viene accetata dalle imprese immobiliari se non considerata

che indefinitivadeterminerà forma,espres-sione, orientamento: le componenti che sta-biliscono i termini del rapporto tra edificio,terreno e gli elementi in cui si inserisce». (nota)Nonostante l’applicazone di questi principi sia soggettiva e dipenda da moltplici fattori quali lo scopo della trasformazione, la sensi-bilità di committenti e progettisti e soprattutto dalla natura dell’oggetto architettonico che si intende realizzare, la permanenza in una realtà tanto differente da quella occidentale ha rappresentato un momento decisivo per la vera comprensione di un «senso del luogo» troppo spesso dimenticato nelle pratiche di progettazione a distanza. La visita ha chiarito le possibilità e i limiti del sito, ha reso più evidenti un insieme di valori e di significati percepibili solo entrando nelvivo della cultura e del clima coreano. Una maggiore consapevolezza e capacità di os-

superficiecomplessivadell’area63 100 mq

superficiedestinataalresidenzale182 120 mq

superficiecommerciale,bangs 10 650 mq

crescita del SLP richiesta (300%) da 63 100 mq a 189 300 mq

così di ridurre queste aree a meri quartieri-dormitorio. I parchi verdi e la progettazione attenta dell’arredo urbano e degli spazi di gioco per bambini non risultano sufficienteper evitare l’isolamento di questi quartieri rispetto ai tasselli urbani circostanti. Non ven-gono perciò integrate funzioni che non siano di supporto a quella residenziale. Il modello a podium ha quindi in sè notevoli potenzial-ità che però, ancora una volta, vengono sof-focate da una progettazione superficiale estandardizzata che ripete lo stesso prototipo non solo all’interno dello stesso quartiere, ma addirittura lo stesso quartiere in diverse parti della città. E’ il caso di “...” e di “...”: un unico masterplan realizzato dal rinomato studio di architettura coreano Kunwon riproposto in-variato nei due distretti. Nota e foto.

posizionedegliedificielandscapesulfiumeun’altra considerazione, in accordo ris-petto alle riflessioni proposte dal comuneper l’Hangang Renaissance, riguardal’orientamentodegliedificicheoccupanolafasciadi territoriodipertinazadel fiume. Lavolontà di offrire al maggior numero possibile diresidenti lavistasulfiume,chehaportatoad orientate i lunghi edifici rispetto all’asseNord-Sud, è in netto contrasto rispetto al più recente obbiettivo di ottenere un’immagine di waterfront più porosa e permeabile. An-cheperquantoriguardal’affacciosulfiumeil primo masterplan non mostra sufficientesensibilità rispetto a questa problematica, facilmenteverificabilelungotuttelespondemeridionali dell’Han River, dominate dallelunghe cortine dei tanji di Kangnam.

il carattere di villaggio urbanoL’esperienza diretta e il sopralluogo sono stati decisivi per orienatare la progettazione verso una maggiore attenzione alla realtà locale di Ttukseom e all’atmosfera da villaggio urbano che ancora si percepisce camminando at-traverso le strette vie dell’area.

economicamente convienente, ha portato in modo quasi automatico a proporre una soluzione molto simile rispetto alle tendenze in ambito architettonico che si possono ris-contrare nell’intera città.

tipologie edilizie scelteUnaprima importanteriflessionesulmaster-plan elaborato riguarda quindi la tipologia scelta per il residenziale, che può considersi forse come un’ibridazione di due importanti tendenze del mercato immobilire coreano. La prima è la corridor type (panel house) ti-pica dei tanji coreani, complessi residenziali che per più di quarant’anni sono stati realiz-zati in tempi da record in tutta la città per far fronte all’emergenza abitativa; costruzi-oni realizzate tramite la sovrapposizione di unità abitative prefabbricate in calcestruzzo per un’altezzza che varia dai 15 ai 30 piani. Laripetizionedellostessoedificio,potremmodire quasi progettato una volta per tutte, è ben presto divenuta la soluzione prescelta per tutte le aree destinate allo sviluppo resi-denziale, in particolarmodo per Kangnam. Immagini di un edificato anonimo, indif-ferenziato e privo di ogni integrazione rispet-to al contesto creano una cortina continua lungotuttalarivasuddell’HanRiver,cheim-pedisce la permeabilità visiva da e verso il fiumeerendeloskylinedellacittàmonotonoe a volte inquietante. La seconda tipologia di riferimento è quella che viene attualmente adottata dai grandi studi di progettazione, podium type: interi quartieri costellati da alte torri che consento-no di raggiungere valori di SLP del 500-600%. L’esperienza diretta sul luogo e la possibilità di vivere e percorrere questi spazi ha fatto maturare laconvizionecheunapianificazi-one di questo tipo abbia molte potenzialità ma non del tutto sfruttate. Il concetto di res-tituire alla città lo spazio pubblico a livello zero, di cui Seoul è carente, potrebbe essere l’occasione progettuale per raggiungere una maggiore mixitè di funzioni, evitando

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17 molteplicità dei centri della città di Seoul

qualche riferimento alla storia della città e a quello che è stato uno dei più rapidi sviluppi urbani conosciuto dalle città asiatiche. La storia infatti offre non poche spiegazioni di questa peculiarità.

korean fast changing societyQuella che può essere considerata la causa principale della compresenza di tradizione/innovazione, antico/ contemporaneo, glo-bale/locale è la velocità sfrenata con cui si è sviluppata e industrializzata una capitale che ha origine nel lontano 1392.Il sito ideale, scelto fra i molti evidentemente disponibili nel regno, doveva rispondere ai principi funzionali e simbolici della geoman-zia coreana, a modello di quella cinese: una città rigorosamente orientata sui punti cardi-nali, con un’asse maggiore da est ad ovest corrispondentealfiume,ecollinecircostanti

molteplicità dei centri Una caratteristica urbana che colpisce il visitatore occidentale nel momento in cui giunge a Seoul è la mancanza di un centro urbano, o meglio di quello che è consider-ato il centro urbano tradizionale nella con-cezione europea. Tuttavia ci si deve abitu-are, nelle metropoli orientali, all’inefficaciadi questa chiave di lettura per comprendere i caratteri della città. Seoul offre di sé im-magini contrastanti e aspetti contraddittori, che inducono nuovi e continui interroga-tivi. Camminando per le strade della città si percepiscono allo stesso tempo ondate di modernità portate dalla globalizzazione e usanze e atteggiamenti chiaramente ap-partenenti alla tradizione coreana o asiatica in genere. Per poterne comprendere meg-lio le logiche urbane, occorre un punto di osservazione più distaccato e sicuramente

youido

gangnam-gu

ttukseom

dongdaemun-gujung-gu

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ad aprirsi ai sistemi moderni: nonostante le prime resistenze, Seoul comincia a dotarsi di una rete elettrica, di un sistema tramviario, di un sistema idrico, del telefono e del telegrafo. Le vie di Seoul vengono dilatate e risanate, i quartieri insalubri cominciano ad essere ri-qualificatieleprimeinfrastruttureperl’igienepubblica vengono create.Nonostante questi primi sforzi di modernizzazi-one, la dinastia dei Chosun va incontro ad un indebolimento progressivo e cade appunto con l’invasione giapponese del 1910. Seoul diventa così una capitale coloniale del gov-erno giapponese sotto il nome di Gyeong-seong. La colonizzazione giapponese trasfor-ma radicalmente il sistema amministrativo e politico del paese: i processi di industrializzazi-one e modernizzazione subiscono una forte accelerazione con l’obiettivo di assecondare le strategie militari del governo colonialista. Dal 1912 al 1918 il governo coloniale intrap-rende numerose operazioni per i rinnovo del-la città e vengono stabiliti successivamente iprimitremasterplanperunapianificazioneglobale del territorio urbano, rispettivamente nel 1926, nel 1928 e nel 1930.I finanziamenti però si rivelarono essere in-sufficienti rispetto al carattere ambizioso diquesti piani: gli investitori e le autorità pubbli-che giapponesi non erano entusiasti all’idea difinanziaredeiprogettiaSeoul,tant’èchemolti di essi non vengno realizzati. In questo periodo quindi, pur consolidando la propria funzione di capitale, la città subisce a livello urbano i primi traumi dovuti alle trasformazio-ni imposte dalgoverno giapponese, che desume e reinter-preta alcuni principi di razionalità urbana proveniente dai modelli europei. Sorgono in questo modo palazzi del governo, viali larghi e strade rettilinee ed equipaggiamenti mili-tari che vanno a sovrascriversi al fragile reti-colo della città originaria. La città, ancora rinserrata nella cerchia delle colline, accen-na ad un primo sviluppo urbanistico verso sud, indirezionedelfiumeHan (ladirezione

che assicurano un buon microclima, ma soprattutto acque in abbondanza sia per l’approvvigionamento degli abitanti sia per assicurare alla città l’energia cosmica Qi che, attraverso il suo fluire perenne, le permettadinondissiparsi (nota). Il fiumechecorrevabaricentrico rispetto alla città di fondazione, l’attuale canale Cheonggyecheon, rac-coglieva numerosi e minuscoli corsi d’acqua provenienti dalle valli circostanti e che a sua volta andava a confluire nel grande fiumeHan,ilqualeconducealMarGiallo(dasem-pre principale tramite per le relazioni con la Cina e il resto del mondo). Una cerchia di mura ben saldata alle pendici delle colline ne assicurava la difesa, scandita da quat-tro porte principali nei rispettivi quattro punti cardinali, più altre quattro nelle posizioni in-termedie. Fra queste mura si svolgeva un reti-colo di strade ad andamento ortogonale, con una spina commerciale principale dis-posta fra le due porte da est e ovest e paral-lela al canale maggiore (nota), funzione che persiste tutt’ora in quello che oggi è uno dei mercati più tipici ed effervescenti: Dongdae-mun Market. Una seconda arteria attraver-sava la città da nord a sud, intercettando nella parte settentrionale le strade cerimoni-ali riservate alle funzioni più alte, quali ad es-empio palazzi della corte, santuari, altari ed abitazioni dei gruppi sociali dominanti. Nel settoremeridionale si disponevano invece, inunfittoreticolo,leabitazionipiùpovere.Lastabilità politica, che dura ben più di quat-tro secoli, garantisce alla città la possibilità di una progressiva crescita economica e di uninfittimentodelladensitàdelcostruito,masempre all’interno delle mura. La moderniz-zazione vera e propria avviene invece in una situazione politica di costrizione quandoil paese viene occupato dal Giappone all’iniziodel‘900.Dopoquattrosecolidi iso-lamento rispetto alla cultura occidentale e allo sviluppo tecnologico moderno, sotto la pressione straniera di Giappone, Cina, Rus-sia,StatiUnitieRegnoUnitolacittàcomincia

liberazione del paese, avvenuta i 15 agosto del 1945, Seoul ritrova il nome d’origine e il governo coreano intraprende da subito uno sforzo di epurazione culturale dall’influenzagiapponese che aveva invaso tutti i sistemi e i settori civili, dalla lingua, alla legislazione, all’architettura e alle arti. L’espansone urbana della città prosegue alimentata dall’esodo rurale e dal rientro in patria dei rifugiati, emi-grati a causa dell’oppressione giapponese. La crescita rapida e incontrollata avviene tut-tavia durante gli anni Sessanta e Settanta, in seguito alla guerra civile tra le due Koree che devasta e distrugge 191 000 costruzioni, 55 000 case e 1000 fabbriche (nota - dati presi da wikipedia). Con l’aiuto degli Stati Uniti, Seoul diviene un unico grande cantiere seguendo le linee di sviluppo urbano previste dal piano di ricos-truzione lanciato nel 1952, le quali prevedono una ricostruzione che avvenga essenzial-mente attraverso operazioni di rinnovo urba-no lungo le vie principali. La maggior parte di questi interventivengonofinanziatipiùdallaforza economica degli attori privati che dalle autorità pubbliche. L’esistente viene rimpiaz-zato da costruzioni moderne concepite da compagnie straniere e da complessi com-merciali finanziati da capitali privati, primeforme di occidentalizzazione e globalizzazi-one conosciute dalla città asiatica.

han miracleI tre decenni successivi alla ricostruzione degli anni ‘50 sono stati definiti da alcuni storici“Miracolodell’HanRiver”poichésegnatidauno sviluppo economico senza precedenti nel mondo asiatico, che per certi versi ha contribuito ad innalzare il livello di vita della popolazione. Il generale Chung-Hee Park,malgrado il carattere autoritario del regime militare con cui governa il paese per 18 anni, intraprende politiche di sviluppo economico che seguono le logiche capitaliste del libero mercato: queste hanno permesso al paese di conoscere un rapido sviluppo e di riprendersi

verso cui la città è destinata ad estendersi), nonostante non vi siano ancora ponti a con-giungere le rive e tanto meno la volontà di sviluppare importanti funzioni oltre il bordo fluviale meridionale. In ambito urbano, ilgoverno coloniale revisiona i suoi strumenti dicontrolloedipianificazioneurbana,elab-orando un piano di zonizzazione nel 1930, un decreto urbano nel 1934 e il masterplan di Gyeongseongnel1936.Documentisignifica-tivi in quanto ci permettono di delineare un quadro di riferimento in materia di urbanisti-ca e soprattutto in quanto testimoniano che da sempre esiste una volontà di controllo dello sviluppo urbano, aspetto che troppo spesso in occidente non viene considerato, ritendo invece la crescita urbana spontanea e incontrollata. Con la seconda guerra sino-giapponese del 1937controlaCinaelaguerradelPacificodel 1941, il Giappone rafforza ulteriormente il proprio controllo sul territorio coreano per incrementare l’approvvigionamento di armi. In questo contesto l’industrializzazione di Seoul subisce una forte accelerazione, creando le basi per un’importante crescita demografica e per un’espansione urbanasenza precedenti. Nel 1942 la popolazione di Seoul supera il milione di abitanti. Le trasfor-mazioni spaziali di Seoul e la revisione della struttura urbana non hanno solo ragioni economiche e militari ma anche ragioni politico-culturali, che vogliono una totale subordinazione del popolo alla cultura giap-ponese, cercando di cancellare tutti gli el-ementirelativiall’identitàcoreana.Gliedificigiapponesi hanno cominciato a diffondersi così rapidamente nella città tanto da mar-care fortemente la cultura urbana coreana. Inoltrel’assenzaditecnicieurbanistiqualifi-cati in quegli anni ha fatto sì che il decreto del 1934 rimanesse l’unico riferimento finoal 1962: i coreani hanno continuato quindi ad appoggiarsi al sistema giapponese per alcuni decenni successivi alla liberazione. Dopo la Seconda Guerra Mondiale e la

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18 sviluppo urbano della città di seoul durante il Ventesimo secolo

Dal 1990, Seoul diventa una metropoli di statuto speciale con una popolazione di oltre 10 milioni di abitanti.In questo periodo la città risente le con-seguenze della rapida crescita econom-ica: il crollo del Seongsudaegyo Bridge o del Sampoong Department Store.Ripristino dell’area montuosa naturaleintorno a Namsan Mountains abbatten-do edifici residenziali segnala la nuovatendenza di rendere lo spazio urbano di Seoul un luogo più vivibile. La prima volta in ultimi 40 anni la popolazi-one decresce fermando si ai 10.23 milioni di abitanti.

Nel 1988 Seoul ospita i Giochi Olimpici. In uno dei centri strategici della città di Seoul,Jamsil,vengonocostruitiivilaggiol-impici di grandi dimensioni.E’ il momento dell’apertura della città ver-so il mondo: Seoul diventa una metropoli internazionale, in continua trasformazione attraverso le numerevoli riqualificazioni enuove costruzioni che a tutto spiano cam-biano il volto della capitale.La popolazione si avvicina al picco di tutti i tempi: 10.9 milioni di abitanti.

La cresita economica esplosiva avvenu-tanegli anni ‘70hadatoun impulsoperl’edilizia sovvenzionata a Seoul. L’espansione delle infrastrutture della città si è intensificatacon lacostruzionedi unsistema di metropolitana, strade, ponti, gallerie e impianti di trattamento delle acquereflue.La popolazione in questo periodo ha rag-giunto la soglia 8 milioni di abitanti.

Anni ‘50 rappresentano un periodo seg-nato dal caos e dalla distruzione.Dall’inizio della la Guerra di Corea (1950-1953), le costruzioni abusive si sono diffuse in tutta la Seoul. In questo periodo la città è costretta ad affrontare le problematiche legate alla gestione di una città in crescita, quali la povertà, il sistema di smaltimento di rifiutiedidepurazioneesoprattutto lacarenza di allogg, dovuta alla crescità di popolazione a olte 2 milioni di abitanti

31se

oul

periodo 1960altezza 3-5 pianisviluppo 200% del SPL originale

affitto

proprietà

19 tipologia edilizia villa

33se

oul

in poco tempo dai danni della guerra tra le due Coree. Come già accennato, a partire dal 1962 la città elabora un nuovo piano di zonizzazione e pianificazione urbana insostituzione del vecchio decreto giapponese, ponendo così le basi per quello che nel 1966 diventa il primo masterplan di Seoul. Numer-ose misure sono state prese per far fronte all’esplosionedemograficaincorsoenonos-tante queste nel 1963 si decise di duplicare la superficiedellacittàannettendodeicomunidel Sud e del Nord-Est. L’area amministrativa di Seoul misurava in quell’anno 594 kmq, per arrivare nel 1973 alla dimensione attuale di 605 kmq.Le conversazioni con Il Lee, urbanista e ricercatore presso il Metropolitan Planning Research Group, hanno rivelato il cambia-mento riguardo al controllo dell’espansione urbana. La popolazione di Seoul è stabile, ar-

riva il momento di mutamento della strategia di sviluppo urbano: si passa dal modello orientato alla crescita quantitativa - basata sull’espansione dello spazio urbano, investimenti in scala grande e sullo sviluppo dei punti strategici - al modello qualitativo, basato sul miglioramento della qualità di vita, basato, sul ripristino delle aree naturali della città e sul sistema di sviluppo in rete.

tipologia edilizia villarappresenta il tessuto permeabile costituito daedificilow-rise (di 3-5 piani), costruiti prev-alentementeduranteglianni‘60.Neglianni‘60, Seoul diventa una città moderna sottouna governo militare molto potente, che comincia a trasformare Seoul attraverso le costruzioni delle nuove strade (la superstrada Cheonggye) e dei quartieri residenziali. Le aree residenziali di costruzioni abusive sono

periodo 1980altezza 15-30 pianisviluppo 300% del SPL originale

affitto

20 tipologia edilizia corridor type

35se

oul

state ristrutturate o demoliti e vengono svilup-pate le zone di commercio (l’isola Youido).Il primo piano degli edifici a villa è di con-venzione occupato dal proprietario, mentre ipianisuperiorivengonoaffitatiallepersoneappartenenti alle classi medio-basse. La viabilità è distribuita tra tutti gli edifici, ognisingola dimora raggiungibile con il mezzo personaledi trasportoeapiedi; nelle zoneinsediate da villas vi è però una notevole car-renza di parcheggi. Tuttavia questa tipologia sia ancora tra quelle più diffuse all’interno dello spazio ur-bano di Seoul, la politica del miglior uso del suolo avviata nell’ultimo decennio la rende decisamente una specie in estinzione: una zona dopo altra sono destinate ad essere abbattute per poterle edificare con le cos-truzioni high-rise, che comportano il maggior profitto;nellamaggiorpartedeicasi(evale

anche per Ttukseom) il modello applicato è quello di podium type, che verrà descritto in seguito.

tipologia edilizia corridor typecostituita da costruzioni dedicate intermante agli affittuari, si potrebbedefinire come unvero simbolo dell’edilizia coreana: vivere in uno degli appartments, di cui boom risale agli anni ‘80, infatti ancora adesso rappre-senta per i sudcoreani una dimora ideale, un sogno da raggiungere: la maggior parte assoluta di loro preferisce gli appartamenti sulle villas per la convenienza associata alla posizione centrale e alla vicinanza dei servizi. Questa tipologia edilizia che potrebbe es-sere identificata con il panel housing ben conosciuto sopratutto dagli paesi del ex-blocco comunista, si è diffusa nel decennio in cui la Seoul si stava preparando ai Giochi

periodo 1990altezza 30-70 pianisviluppo 600% del SPL originale

affitto

proprietà

21 tipologia edilizia podium type

37se

oul

Olimpici. La metropoli che in quel periodo af-frontalapiùgrandecrescitàdemograficaintutta la sua storia (la popolazione raggiunge 10.9 milioni di abitanti) e il nuovo modello è stato introdotto come risposta alla situazione abitativa critica crescente richiesta di alloggi caratterizzata da sviluppo indiscriminato e senza tenere conto della cultura coreana e privo di idee innovative.Più in là questo tipo di costruzione frenetica riceve le numerose critiche soprattutto riguar-do ad impatto ambientale ed urbano: i bloc-chi infinitidiedificiomogeneideformano loskyline di Seoul e formano un blocco imper-meabile intronoalfiumeHanchecomplical’interrazione tra questo elemento naturale di grande valore e il resto della la città.

tipologia edilizia podium typeL’evoluzione di questa tipologia, che integra

il residenziale con le funzioni commerciali, fa partedelpianodiriqualificazionedellearee-centrali.Ilprianoprevedediinseriregliedificicon funzione residenziale nelle aree di at-tività pretamente commerciali. Inizialmente gli edifici erano costruiti in vicinanze dellevie commerciali, ma prestovi è un’inversione della tendenza e verranno costruiti dei bloc-chi dei servizi e del commerciale al piano terra; su questa piastra di cui copertura èdestinata al giardino dedicato agli abitanti, sonocollocati gli edifici residenziali di 30-70piani. Questo tipo di appartments, a differen-za dalla tipologia precedente, viene con-cepito come un modo di abitare high class: l’emfasi è posta sulle tecnologie avvanzate e sul lusso degli interni. I numerosi vantaggi del podium type rischiano essere indeboliti dalla costruzione in serie, un diffetto oramai diffuso dell’architettura di Seoul.

ener

gia

0 1990 2005 2006 2010 2015 2020 2025 2030

5000

10000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

15000 corea del sud

america del sudafrica

non OECD asia

cina

russia

OECD europa

canada

brazile

medio oriente

india

non OECD europaaustralia&n.zeland

giappone

messico

usa

mig

liaia

di t

onne

llate

di C

O2

22 consumo dell’energia in corea del sud. fonte: EIA International Energy Annual 23 previsione di produzione del CO2

petrolio 50%carbone 24%

gas naturale 12%idroelettrica 1%

alter risorse rinnovabili 1%

minerali della Corea del Sud sono molto limi-tate;ilPaeseèquasiinteramentedipendenteall’importo per poter coprire il proprio con-sumo energetico, molto elevato grazie alla crescità economica rapida. Corea del Sud si mantiene sulla quinta posizione al mondo tra gli importatori del petrolio - la maggior parte dellerisorseviene importatadallaRussia-esulla seconda posizione tra gli importatori del gas naturale. Il petrolio rappresenta attual-mente il 50% del consumo energetico totale, in confronto ai 65% del 1994. La riduzione del consumo del petrolio è dovuta al maggiore utilizzo del gas naturale negli ultimi due de-cenni. Il carbone è la seconda risorsa più sfruttata (24%), seguita dall’energia nucleare (14%)1 e l’energia dal gas naturale (12%). Le

1 Corea del Sud possiede attualmente 20 reat-

tori nucleari che provvedono 40% dell’energia

elettrica dell’intero paese (circa 42,4-56 mega-

penisola coreanaIl clima della penisola coreana è relativa-mente mite, in quanto risultato di un misto tra il clima continentale e quello oceanico. Le temperature medie oscillano tra -8.3°C inv-ernalie30°Cestivi; l’umiditàrelativamediavaria tra 64 e 79 % e raggiunge il valore di picco a luglio (91 %)., il mese con le maggiori precipitazioni (376mm). Le oscillazioni delle temperaturealcuantosignificativee laper-centuale elevata dell’umidità relativa ren-dono molto impegnativa la progettazione degli ambienti interni che siano in grado di rientrare nei limiti del il comfort igrotermico.

bilancio dell’energia in corea del sudCorea del Sud affronta il problema della ges-tione delle energie, che riguarda soprattutto dagli altissimi consumi per il riscaldamento ed il rafrescamento Le risorse energetiche e

calcestruzzo

gas

mig

liaia

di t

onne

llate

di C

O2

0 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

35000

70000

105000

140000

24 bilancio delle emmissioni CO2 della Corea del Sud

solidiliquidi

totale

41en

erg

ia

entro 2012 come gli altri paesi in via di sviluppo. Il Paese ha introdotto il proprio protocollo ap-propriatamente denominato Act on Climate Change che stabilisce il sistema di riduzione delle emmissioni CO2 e dei gas a effetto serra. Oggigiorno Corea è al nono posto in produzi-one mondiale di CO2 con 475,248 milioni di tonnellate annuali emmesse. L’obiettivo è quello di diminuire l’inquinamento industri-ale del 3,2% entro il 2012 (riduzione di 1,8 mil-ioni di tonnellate), con l’aiuto degli incentivi che stimolino le industrie alla collaborazi-one. La percentuale delle risorse rinnovabili dovrebbe salire dai 1-2% attuali ai 5% nel 2012 e successivamente ai 9% nel 2030; a ques-to contribuirà l’aumento della prosuzione dell’energia nucleare. L’intervento nel settore edilizio è focalizzato sulle torri residenziali per ridurre l’inquinamento CO2 del 2.5 milioni di tonnelate (entro 2010).

risorse dell’energia rinnovabile sono sinora trascurabili (1%): la capacità di produzione dell’energia eolica si muove intorno ai 300 MW contro 2000 MW del Giappone e 400 MW del Taiwan, mentre la capacità foto-voltaica installata rappresenta 50 000 kW contro 700 000 kW del Giappone (a parità dell’irraggiamento solare). scenari futuriLo sviluppo economico e tecnologico del Paeseè stato raggiuntobasandosi sulle infi-niterisorseenergetiche;ilchehaportatoallaproduzione e consumazione massiccia dei combustibili fossili - e, in conseguenza, alla produzione dell’inquinamento - su una scala senza precedenti. Pur essendo il segnatario del Protocolo di Kyoto, Corea del Sud non è costretta di abbassare le emmissioni del CO2

watt all’anno)

clim

a

25 impianto industriale collocato nel Mar Giallo_Incheon Seoul

analisi delle condizioni climatiche di seoul_metodo di mahoney1

Metodo di Mahoney è’ un metodo progres-sivo per orientare il progettista verso i mezzi naturali che permettono di creare condizio-ni di vita confortevoli. Il progettista deve rac-cogliere dati climatici e metterli in relazione con soluzioni corrispondenti teoricamente ideali per l’area climatica in oggetto di stu-dio. Si individuano i problemi climatici domi-nanti sotto forma di indicatori che orientano le scelte di progetto alle diverse scale. La concezione climatica del progetto non deve basarsi sulle condizioni estreme, che por-tarebbero alle soluzioni costose, ma invece

1Ilmetododiverificapresentatonelvolume

Conception des habitations à bon marchè et de

leurs èquipement collectifs - Volume 1 Climat e t

Habitat,NationsUnies,NewYork,1973

sulle condizioni prevalenti, compatibili con le soluzioni a basso costo. Tuttavia la cono-scenza delle condizioni climatiche estreme e della frequenzaconcui si verificanoènec-essaria in quanto potrebbe condizionare l’applicazione dei parametri superiori rispetto a quelli preferibili nelle condizioni climatiche prevalenti.

nozione di comfortIl comfort termico è un parametro molto sog-gettivo: le zone di comfort esplicitate in ter-mini di temperatura ambiente, variano da una regione all’altra in funzione dell’umidità dell’aria e ancora di più in funzione della temperaturamediaannuale.Sonospecificati4 gruppi igrometrici GI basati sulla percentu-ale di umidità relativa (tabella 1). Le inchieste svolte presso un rilevante numero sottoposte a condizioni climatiche identiche hanno

26 sull’orizzontela scia dell’aria inquinata_Incheon, Seoul

45cl

ima

acquisizione dei datiI dati necessari per lo svolgimento della veri-ficasecondoilmetododiMahoneysonostatitratti dal sito www.worldclimate.com, che elaboraleinformazionidiTheGlobalHistori-cal Climatology Network (tabella 3,4,5,6). I dati si riferiscono alla città di Seoul (Seoul City, latitudine 37.57°N, longitudine 126.97°E, altitudine 86 m).

diagnosiI valori della temperatura e dell’umidità ot-tenuti tramite l’acquisizione dei dati vengono confrontati con i valori di comfort termico sta-biliti in base al tasso dell’umidità relativa nelle condizioni di gruppo igrometrico (tabella 7) per l’area in soggetto. In questo modo posso-no essere evidenziati i mesi in cui è presente lo stress termico dovuto a temperature supe-riori o inferiori ai limiti di comfort termico e i

permesso di riconoscere una concordanza notevole dei limiti al disopra dei quali almeno il70%dellepersonelamentanounsignifica-tivo disagio. Si è evidenziato il fatto che gli abitanti di zone con climi caldi preferiscono temperature un po’ superiori a quelle delle popolazioni abitanti in zone più fredde o con estatimoltocaldeeinvernimoltofreddi;inol-tre il limite del comfort diurno risulta superiore a quello notturno. Tenendo conto di queste osservazioni il metodo propone una tabella di limiti di comfort diurni e notturni in relazione alle temperature annuali medie (tabella 2).

il procedimento_acquisizione dei dati_diagnosi_analisi secondo gli indicatori_raccomandazioni

27vistadaunodeipicchidellemontagneBukhansan;sull’orizzontelanuvoladell’ariainquinatachecopre la città di Seoul

_orientamentodell’edificio_impostazione volumetrica _distanzafragliedifici_ventilazione_dimensione delle aperture _posizione delle aperture_protezione delle aperture _muri e solai_coperture

Si procede all’identificazione della rispostaesaminandolacolonnadegliindicatori;sihauna sola raccomandazione per ogni prob-lematica, e sarà quella incontrata per prima seguendo ogni riga da sinistra a destra. Ques-to insieme delle raccomandazioni fornisce delle indicazioni che devono essere d’aiuto nell’impostare il progetto bioclimatico a bas-so costo, applicabile anche nelle zone in cui prevalgono le costruzioni spontanee, ovvero

mesiduranteiqualidiverificalacondizionedi comfort termico (temperature con i valori compresi fra i limiti di comfort termico).

analisi secondo gli indicatoriI singoli mesi sono analizzati secondo l’incidenza degli indicatori del grado di ne-cessità di ventilazione e di isolamento ter-mico,definiti inbaseallecondizioniditem-peratura, umidità e precipitazioni. Tabella 8 riporta il totale di mesi in cui incidono i diversi indicatori; questi ultimi influiscono diretta-mente sulle raccomandazione della tabella seguente.

raccomandazioniA seconda della quantità di mesi in cui ricor-rono uno o più indicatori, il totale degli indi-catori viene assocciato (tabella 9) ad una serie di raccomandazioni riguardanti gli :

28 vista da uno dei picchi delle montagne Bukhansan, raggiunto dall’aria inquinata

47cl

ima

comfort termico o quando la temperatura scende al di sotto del limite inferiore di com-fort termico

UR umidità relativaTAM temperatura annuale mediaSAMT scarto annuale medio delle temperatureSMMT scarto medio mensile delle temperature GI gruppo igrometrico stabilito sulla percentuale di umidità relativa

T temperature superiori ai limiti di comfortC temperature entro i limiti di comfort F temperature inferiori ai limiti di comfort

le autocostuzioni (le baraccopoli che pren-dono il nome diverso a seconda del paese: favelas di Rio de Janeiro, slums di Mumbai, kiberas di Nairobi o barrios di Carracas).

sintesi L’esito delle analisi svolte secondo il metodo di Mahoneyèstatotradottoneglischemigrafici(schema 11) per facilitarne la lettura. In ques-to modo è immediatamente visibile il con-fronto con i principi costrutivi dell’abitazione tradizionale coreana, hanok, che verrano trattati nel prossimo capitolo.

glossario

stress termicocondizionechesiverifica quando la tem-peratura si eleva oltre il limite superiore di

tabella 1_gruppi igrometriciUR GI< 30% 1> 30 < 50% 2> 50 < 70% 3> 70% 4

tabella 2_limiti di comfortGI TAM > 20 TAM 15-20 TAM <15-20

giorno notte giorno notte giorno notte1 [°C] 26 - 34 17 - 25 23 - 32 14 - 23 21 - 30 12 - 212 [°C] 25 - 31 17 - 24 22 - 30 14 - 22 20 – 27 12 - 203 [°C] 23 - 29 17 - 23 21 - 28 14 - 21 19 – 26 12 - 19

4 [°C] 22 - 27 17 - 21 20 - 25 14 - 20 18 – 24 12 - 18

tabella 3_temperatura dell’aria (in °C)jan feb mar apr may jun jul aug sep oct nov dec

t media max [°C] 0.3 3.1 9.1 16.9 22.6 26.6 28.8 30 25.6 19.6 11.1 3.2t media min [°C] -8.3 -5.8 -0.6 5.8 11.5 16.6 21.2 21.8 15.8 8.3 1.4 -5.2

scarto medio [°C] 8.6 8.9 9.7 11.1 11.1 6 7.6 9.8 9.8 11.3 9.7 8.4

tabella 4_picchivalore massimo [°C] 30valore minimo [°C] -8.3

tabella 5_valori mediTAM [°C] 11.6SAM [°C] 38.2

tabella 6_umidità relativa, piaggia, ventijan feb mar apr may jun jul aug sep oct nov dec

umidità rel.max [%] 78 77 77 83 87 87 91 90 89 88 83 79

umidità rel.min [%] 51 47 46 46 51 54 67 62 55 48 52 52

umidità rel.media [%] 64.5 62 61.5 64.5 69 70.5 79 76 72 68 67.5 65.5

gruppo igrometrico 3 3 3 3 3 4 4 4 4 3 3 3

precipitazioni [mm[ 31 20 38 76 81 130 376 267 119 41 46 25

venti

_dominanti o o o o o o o o o o o o

_secondari n-o n-o n-o o o n-e n-e n-e n-e n-e n-o n-o

49cl

ima

tabella 7_diagnosijan feb mar apr may jun jul aug sep oct nov dec

gruppo igrometrico 3 3 3 3 3 4 4 4 4 3 3 3

t media max [°C] 0.3 3.1 9.1 16.9 22.6 26.6 28.8 30 25.6 19.6 11.1 3.2

comfort diurno max.

[°C]

26 26 26 26 26 24 24 24 24 26 26 26

comfort diurno min.

[°C]

19 19 19 19 19 18 18 18 18 19 19 19

t media min [°C] -8.3 -5.8 -0.6 5.8 11.5 16.6 21.2 21.8 15.8 8.3 1.4 -5.2

comfort notturno

max. [°C]

19 19 19 19 19 18 18 18 18 19 19 19

comfort notturno

min. [°C]

12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12

stress termico diurno F F F F C T T T T C F F

stress termico

notturno

F F F F F C T T C F F F

T temperature superiori ai limiti di comfort termicoF temperature inferiori ai limiti di comfort termico

C temperature con i valori compresi fra i limiti di comfort termico

tabella 8_analisi secondo gli indicatorijan feb mar apr may jun jul aug sep oct nov dec tot

U1 • • • • 4

U2 0

U3 • • 2

A1 • • • 3

A2 0A3 • • • • • • • • 8

indicatori di umidità

U1 indicachelaventilazioneèindispensabile;siapplicaaimesicontemperatureelevate (stress termico diurno T) ed elevata umidità relativa (GI 4). Si applica anche ai mesi con temperature elevate (stress termico diurno T) associate ad umidità relativa moderata (GI 2o3) e un debole scarto di temperature (SMMT inferiore a 10°C)U2 indicachelaventilazioneèauspicabile;siapplicaaimesiincuiletemperaturesonocomp rese nei limiti di comfort (stress termico diurno C) associate ad un grado di umidità elevato (GI 4)U3 indicachelaprotezionedallapenetrazionedell’acquapiovanaèindispensabile;siapplica ai mesi in cui la pioggia mensile supera i 200 mm

indicatori di aridità

A1 indicalanecessitàdiimmagazzinareilcalorenellechiusureesternedegliedifici;siapplica ai mesi in cui lo scarto delle temperature SMMT è maggiore uguale a 10°C e l’umidità rela tiva è scarsa o moderata (GI 1,2,3)A2 indical’utilitàdiprevedereunospazioapertoperdormire;siapplicaaimesiincuilatem peratura notturna è elevata (stress termico notturno T) e l’umidità è scarsa (GI 1,2). L’indicatore è ugualmente applicato al caso di notti sconfortevoli all’interno a causa delcaloreimmagazzinatonellechiusureesterne,casochesiverificaconstresstermicoTdi giorno, C di notte, GI 1-2 e scarto di temperature SMMT superiore a 10°CA3 indicalanecessitàdiprotezionedalfreddo;siapplicaaimesiincuiletemperaturediurneo notturne scendono al di sotto dei limite inferiore d comfort (stress termico F)

tabella 9_raccomandazioniU1 U2 U3 A1 A2 A3

4 0 2 3 0 8

planimetria0-10 5-12 edifici orientati secondo l’asse longitudinale est-

ovest al fine di diminuire l’esposizione solare11-12 0-4 pianta compatta con corti interne

distanzafragliedifici11-12 grandi spazi per favorire la ventilazione

2-10 idem, con protezioni contro il vento freddo e/o caldo0-1 pianta compatta

ventilazione3-12 0-5 edifici con pianta a manica semplice con dispo-

sizioni che permettino ventilazione permanente1-2 2-12 6-12 pianta a orientamento composto, disposizioni che

permettino ventilaz. intermittente0 0-1 ventilazione non necessaria

dimensione delle aperture0-1 0 grandi, 40-80% delle facciate nord e sud2-5 1-12 medie, 25-40% della superficie dei muri6-10 piccole,15-25%dellasuperficiedeimuri11-12 0-3 moltopiccole,10-20%dellasuperficiedeimuri

posizione delle aperture3-12 2-12 0-5 aperture nelle facciate N e S ad altezza d’uomo dal

lato esposto ai venti1-2 6-12 idem ma con aperture nei muri interni

protezione delle aperture0-2 protezione dall’irraggiamento diretto

2-12 prevedere una protezione contro la pioggia

muri e solai0-2 costruzione leggera, debole inerzia termica

3-12 costruzione massiccia: sfasamento orario > di 8 ore

coperture10-12 leggera,isolanteconrivestimentoriflettente

3-12 leggera ben isolata6-12 costruzione massiccia: sfasamento orario >di 8 ore

1-2 drenaggio delle acque piovane2-12 sistemazione di posti per dormire all’esterno

51cl

ima

resumé tabella 9_raccomandazioni

disposizioneplanimetrica edificiorientatisecondol’asselongitudinaleest-ovestalfine di diminuire l’esposizione solaredistanzafragliedifici grandispaziperfavorirelaventilazioneconprotezionicontroil vento freddo e caldoventilazione edificiconpiantaamanicasemplicecondisposizioniche permettino ventilazione permanentedimensionedelleaperture medie,25-40%dellasuperficiedeimuriposizione delle aperture aperture nelle facciate N e S ad altezza d’uomo dal lato es posto ai ventiprotezione delle aperture prevedere una protezione contro la pioggiamuri e solai costruzione massiccia: sfasamento orario > di 8 ore

coperture leggera ben isolata

tabella 10_raccomandazioni relative alle prestazioni termicheU1

4A1

3costruzione coeff iciente

Kfattore calorifi-co solare [%]

sfasamento orario

muri esterni0-2 leggeri 2.8 4 3 ore massimo

3-12 pesanti 2 4 8 ore minimo1

copertura10-12 0-2 leggera 1.1 4 3 ore massimo10-12 3-12 leggera e ben iso-

lata0.85 3 3 ore massimo

0-9 0-5 leggera e ben iso-lata

0.85 3 3 ore massimo2

0-9 6-2 pesante 0.85 3 8 ore minimo

1 esempi di soluzione

a blocchi cavi, 25 mm camera d’aria, 100 mm blocchi pieni in calcestruzzo

b 300mm blocchi in terra compressa (pisè), pittura bianca

c pannelli di materiale composito, camera d’aria, 200mm blocchi pieni di calcestruzzo

coefficienteK max2,0W/m2/°Cfattorecalorificosolare max4%sfasamento orario min. 8 ore max 14 ore

2 esempio di soluzione

a lamiera ondulata di alluminio, camera d’aria, 25 mm di polistirene espanso o 25 mm di lana di vetro ricoperta di foglio di alluminio dal lato della camera d’aria isolamento, pannelli com positiinfibrevegetali

coefficienteK max0,85W/m2/°Cfattorecalorificosolare max3%sfasamento orario max 3 ore

29schemigraficidisintesi

_aperture in direzione dei venti prevalenti estivi (n-

e) per favorire ventilazione naturale

_pareti cieche in direzione dei venti prevalenti in-

vernali n-o per proteggere dai venti freddi

_ manica semplice per assicurare una buona cir-

colazione dell’aria

_aperture sui lati opposti per favorire ventilazione

incrocciata

_facciate più ampie esposte su N e S per sfrutare

la radiazione solare

_posizionedelleapertureaffinchélaventilazione

siaefficace

_progettazione della camera d’aria ventilata

nella copertura per ridurre la trasmissione del cal-

ore all’interno

_progettazione delle schermature attraverso i di-

agrammi orari di variazione diurna delle tempera-

ture e dell’ombra portata

_schermature rimuovibili nel periodo invernale, in

cui il sole deve poter penetrare nell’ambiente

_distanza sufficiente per beneficiare della venti-

lazione (min.5 volte altezza)

pianta

pianta

sezione

sezione

sezione

sezione

estate

inverno

sneo

sneo

sneo

160c

m

53cl

ima

hano

k

30tessutomistodeglihanokedegliedificiadaltadensitànellaseouldel2010

31 mappa delle tipologie abitative diffuse sulla penisola coreana

provincia hamgyongnam provincia

pyongan buk

provincia pyongan nam

provincia hwanghae

provincia kangwon

provincia kyonggi

provincia ch’ung ch’ong nam

provincia ch’ung ch’ong buk

provincia kyongsang buk

provincia kyongsang nam

provincia cholla buk

provincia cholla nam

provincia cheju

provincia hamgyong

seoul

pyongyang

tipologia_regione settentrionale

tipologia_provincia kangwon

tipologia_provincia kyongsan namtipologia_provincia cheju

tipologia_regione meridionale

tipologia_regione centrale

tipologia_provincia pyongan nam

1

1

1

1

1

1

1

23 3

3

3

3

3

3

9

33

3 3 3

3

33

6

6

6

8 77 5

6

4

3

57ha

nok

1 cucina(puok)2 soggiorno(chongjuan)3 stanze(bang)

hanokCon il termine hanok viene indicata la cos-truzione tradizionale coreana realizzata con la struttura in legno sotto forma di palazzi, templi e abitazioni. La maggior parte degli hanok è stata costruita durante il governo delladinastiaJoseon(1392-1910);hanok non può essere considerato il frutto di uno stile architettonico, quanto il risultato di un lungo percorso dell’adattamento alle condizioni climatiche e ai costumi coreani. L’evoluzione rapida del paese avviata negli anni ‘50 del secolo scorso ha comportatoun’elevatissima immigrazione nella capitale - la popolazione aumentava circa di un mil-ione all’anno - e quindi anche un’emergenza delle abitazioni: la maggior parte degli hanokfudistruttaperfarespazioagliedificiresidenziali ad alta densità. Quando nel 1995 la popolazione di Seoul si è stabilita, hanok

ha vissuto il proprio revival: nell’ultimo decen-nio viene rivisto come tipologia abitativa da preservare, da rinnovare e addiritura da ri-costruire. La Seoul recente vede molti hanok, più o meno stilizzati o attinenti al modello tradizionale realizzati ex novo. Hanok, la tipica abitazione coreana, è costi-tuita da tre elementi di base: bangs (i singoli ambienti chiusi), daecheong-maru (la sala con il pavimento di legno aperta su un lato) e puok(lacucina).Osservandoleconfigurazi-oni di questi tre componenti si nota la cor-relazione tra il layout interno e le condizioni meteorologiche della penisola coreana, so-prattutto la temperatura locale media. Il clima della Corea è relativamente mite, in quanto risultato di un misto tra il clima con-tinentale e quello oceanico (rispettivamente nord e sud della penisola). Le condizioni cli-matiche che variano lungo la penisola han-

4 stanza delle signore(anbang)5 magazzino (kwang)6 hall (daechon maru)

7 stanza grande(kungudul)8 spazio aperto senza maru(sangbang)9 pareti secondarie(wudegi)

32configurazionedelvillagiohahoenell’andongsecondoiprincipifengshui

33 locazione ideale per un’abitazione o una città secondo i principi feng shui

colmo a forma di tartaruga(chusan)

punto della concentrazione dell’energia

montagna a forma di dragone(chusan)

montagna a forma di uccello

la corrente d’acqua

montagna a forma di tartaruga(chusan)

montagna a forma di tigre bianca

59ha

nok

gio tra le singole stanze.Al sud invece, troviamo i locali disposti nelle maniche semplici, che favoriscono la ven-tilazione durante le lunghe estati molto calde. Le costruzioni tendono ad avere le dimensioni ridotte rispetto agli omologi del nord e sono spesso divise in più parti per aumentare la su-perficieche faciliti ladispersionedelcaloredurante la notte.

posizione dell’involucroLa collocazione dell’abitazione veniva de-cisa secondo i principi del tutto razionali di geomanzia, meglio conosciuta con termine feng-shui (letterarmente venti e acque): è unafilosofiaorientalecontentente tra l’altroanche un’insieme di metodi determinanti il posto più adatto per situare un’abitazione o un villaggio. La decizione sulla posizione dell’edificio o del villaggio aveniva dopo

no avuto un impatto diretto sull’architettura: si sono sviluppate diverse varianti dell’hanok che le assecondano sia attraverso la forma e posizione dell’involucro che attraverso i sis-temi di condizionamento.

formaAl nord della penisola (come per esempio nella Hamgyong Province, ora parte dellaRepubblicaDemocraticaPopolarediCorea)le abitazioni sono potenziate per proteggere dalle temperature estreme dei lunghi inverni freddi: i singoli ambienti chiusi sono organizza-ti nella manica doppia. Nelle zone con gran-di precipitazioni nevose (provincia kyongsan nam)gliedifici sonodotatidallepareti sec-ondarie (wudegi) estese dalle grondaie lun-golepareti interne;questeparetidovevanoimpedire alla neve di accumullarsi in vici-nanze della struttura e di bloccare il passag-

1 23

4

5 6

79

8

7 camino(kulttuk)8 pavimento della stanza9 pietre riscaldanti(kuduljang)

4 canne fumarie(korae)5 cavità(kaejari)6 cavità del camino(kulttuk kaejari)

1 pavimento della cucina 2 focolare(agungi)3 gobba(punomgi)

chulgorae puch’aegorae massongorae kumbungorae

l’acqua era considerata il fattore critico nel raggiungere l’armonia.Feng-shui rivela le norme di buon senso nella progettazione di un’abitazione (attenzione alla ventilazione naturale o all’acqua cor-rente nelle vicinanze delle case, ecc…) ma soprattutto una ricerca di armonia tra le cos-truzioni e il paesaggio senza mai tentare di dominarlo.

sistemi di condizionamentoondolOndol è l’impianto di riscaldamento a pavi-mento simile all’ipocaustum romano. Il siste-ma provvede di propagare il calore prodotto dal focolare (agungi) in altri locali attraverso le canne fumarie (korae) posizionate sotto le pietre che trasmettono il calore al pavimen-to sovrastante. L’aria riscaldata dal focolare viaggia verso l’alto attraverso un ingresso

aver considerato la distanza e la posizione rispetto alle montagne, agli orti e all’acqua, l’irraggaimento solare. La posizione rispetto alle montagne, in quanto direttamente cor-relata all’azione dei venti, serviva per favor-ire o limitare la ventilazione a seconda della zona settentrionale o meridionale della pe-nisola; nello stesso modo l’affaccio princi-pale era orientato in direzione est-ovest per recuperare il calore nelle zone fredde, men-tre l’esposizione nord-sud era preferita nelle zone calde della Corea. Nella configurazione ideale l’area di cos-truzione aveva sulla schiena l’arco protettivo delle montagne a forma di tartaruga (for-mazione più importante), le montagne a for-ma di uccello di fronte, le montagne a forma di drago sulla sinistra e le montagne a forma di tigre sulla destra. L’area doveva essere at-traversata da un corrente di acqua fresca:

34 diversi modi di disporre le canne fumarie nel sistema ondol

35 funzionamento del sistema ondol

40 tipologie di tecnica costruttiva del maru

41 funzionamento del sistema maru

wumulmaruchangmaru

61ha

nok

pali utilizzate d’estate, è applicata la tecnica difinituradelpavimentocontavoledilegnodenominata maru;lospaziovuototralaterrae la pavimentazione invoglia la circolazione dell’aria mantenendo l’ambiente fresco e as-ciutto. Il fronte di daecheong-maru è dotato di una parete composta di quattro ante tambu-rateintelaiatenelreticolodilegno;d’invernoqueste restano chiuse, mentre d’estate sono tenute aperte tirandole verso l’alto, dove vengono appese al gancio metallico allac-ciato alla trave del soffitto. Le grandi portedel retro, come anche le pareti scorrevoli confinanticongliambienti singoli, rimango-no aperte durante le giornate più calde per favorire il passaggio d’aria in tutti e quattro i lati del daecheong-maru. Le tecniche di costruzione della pavimen-tazione maru si distinguono nella posa delle

del fuoco sollevato. Dopo aver superato la gobba progettata per impedire al fuoco di tornare indietro nella cucina il calore sboc-cia nelle canne fumarie, per poi procedere verso la fossa, che tratiene il calore prima che esso viene condotto verso l’esterno dal camino. Per questo motivo il pavimento di tutte le camere riscaldate è leggermente in-clinato, con la pendenza verso il focolare e il punto più alto nel cammino. Ondol si potreb-be definire come una specie di stufa oriz-zontale che prima di gettare l’aria riscaldata dal focolare verso l’esterno la fa attraversare tutto’almbiente interno. Il sistema fu sviluppato nelle abitazioni non nobili delle zone settentrionali e col tempo si è diffuso anche nelle zone meridionali e negli edificidelleclassinobili.maruNelle daecheong-maru, grandi sale princi-

42 daecheong-maru con le ante tamburate aperte

63ha

nok

ilja

kiyok

tigut mium

niun/kiyok

tavole di legno. Changmaru è realizzato con una struttura di sottofondo con travetti e traverse sulle quali vengono posate le tav-ole di legno, mentre meno frequente wumul-maru dispone di uno solo strato di pavimen-tazione di tavole di legno lunghe e corte messe perpendicolari che insieme formano il telaio. Gli spazi vuoti del telaio vengono completati dal tavolato di riempimento. Tecnica del maru fu ideata per gli edificidelle classi alte delle regioni meridionali, con lelorolungheestaticaldeeumide;succes-sivamente fu applicata anche alle abitazioni non nobili e all’architettura delle regioni set-tentrionali.

configurazionidellospaziointernoNell’architettura tradizionale coreana la flessibilitàdelleconfigurazionidellospazioin-terno si sviluppa in orizzontale: la costruzione

delle abitazioni nasce da una sola linea di lo-cali a manica semplice, retta (ilja) che cresce e si trasforma attraverso dei corpi addizionali: inserendo una manica laterale, ilja diventa kiyok (lineapiegata, tipologiaa L); aggiun-gendone un’altra opposta kiyok mutava in tigut (tipologia a C). Alla manica del kiyok che include la stanza delle signore (anbang), la hall (daechon maru) e la cucina (puok), vi-ene annessa la parte dei locali per il padrone dicasaedilsuofiglio(sarangbang). La L rovesciata (niun) unita a kiyok restituisce la forma niun/kiyok,chearricchiscelaconfig-urazione della manica kiyok del corpo niun contenente l’ingresso, stanza del padrone di casa (sarang) e il granaio. Tigut invece si trasforma in mium (tipologia a forma quadrata) attraverso la manica ag-giuntiva che racchiudeva il cortile. In pas-sato il layout di mium era considerato il più

43 forme dell’hanok

n-o

n-e

65ha

nok

avanzato ed il più costoso di tutti in quanto richiedevaunatecnicasofisticatadicostruzi-one per congiungere i diversi angoli della co-pertura;questaconoscenzanonera invecenecessaria per la costruzione di tigut, di cui manica aggiuntiva aveva la copertura indi-viduale. Le tipologie di tigut, niun/kiyok e mium form-anoilcortile,chenellafilosofiafengshuirapp-resenta il luogo di conservazione dell’energia Ki, emmergente dalla Terra. Dal punto di vista pratico invece l’apertura centrale provvede l’illuminazione naturale e aereazione negli ambienti circostanti invogliando la ventilazi-one naturale a camino.

tipologia locale_ seoulSeoul fruisce del clima relativamente mite, con degli inverni freddi e estati calde: i lo-cali sono disposti nelle maniche semplici, che

hanno il duplice vantaggio di ventilazione ef-ficientedurantel’estateeilluminazionesuffi-ciente durante l’inverno. Le abitazioni dispon-gono sia del sistema ondol che dell’ambiente daecheong-maru, a Seoul esposto mag-giormente a sud - a differenza delle altre regioni centrali della Corea del Sud, dove daecheong-maru è disposto in direzione est-ovest - per sfrutare il calore dell’irradiazione solare durante il periodo invernale freddo. La tipologia dell’hanok residenziale più diffu-sa è quella di tigut (tipologia a C), seguita da kiyok (tipologia a L). Osservando l’impianto di BukchonHanokVillagedeldistrettoJongno(Jongno-gu), il più grande villaggio ancora conservato delle abitazioni tradizionali a Seoul, si nota che la gran parte delle costruzi-oni è orientata nelle direzioni nord-est e nord-ovest in corrispondenza ai venti estivi (n-e) e quelli invernali (n-o).

44BukchonHanokVillageneldistrettoJongno

1 cucina(puok)2 piccola cucina3 sala da té

4 stanza delle signore(anbang)5 stanza opposta ad anbang6 stanza dei signori(sarangchae)

7 hall (daechon maru)8 bagno9 cortile

4

1

2

5

7

3

8

8

6

6

9

9

9

venti dominanti estivi

venti dominanti invernali

N-E

N-O

ventilazione naturale (con eccezione di dae-cheong-maru, che viene ventilata sui quattro lati attraverso le proprie aperture in direzione nord-ovest e attraverso le stanze confinantiventilate dal nord-est). Le sporgenze orizzontali della copertura di legno provvedono all’oscuramento durante i periodi estivi, quando l’irraggiamento so-lare incide dall’alto, mentre lasciano libero l’ingresso alla luce nei periodi invernali, nei quali il sole viaggia in basso. La copertura ventilata asporta la gran parte dell’energia termica dovuta all’irradiazione solare e incidente sulla copertura. Tale effet-torisultaessereparticolarmentebeneficodu-rantelastagioneestiva;durantel’invernoin-vece viene trasferito verso l’esterno il vapore acqueo contenuto all’interno degli ambienti sottostanti la copertura. In questo modo è possibile evitarne la condensa e il ristagno in

hanok mumuheon, seoulHanok Mumuheon (Dimora della Libertà) è costruito sul bordo di un lotto del Gahoe Village (Gahoe-dong) del distretto Jongno(Jongno-gu), in vicinanze del Bukchon Vil-lage. Lasuaconfigurazioneèquellatipicadeltigut (tipologia a C) ed è dotato della hall dae-cheong-maru disposta - tipicamente per gli hanok in Seoul - in direzione nord-sud e del sistema ondol, con il riscaldamento condot-to in tutti i locali tranne che nel daecheong-maru e nella stanza opposta ad anbang. La struttura si sviluppa con l’attenzione ai venti prevalenti estivi (nord-est) ed invernali (nord-ovest): le parti cieche sono tendenzial-mente esposte al nord-ovest per impedire all’aria fredda di penetrare negli ambienti interni, mentre le aperture sono rivolte qua-si esclusivamente a nord-est per favorire la

45 pianta del hanok mumuheon (Dimora della Libertà), seoul 46 sezione di mumuheon_oscuramento

47 sezione di mumuheon_copertura ventilata

67ha

nok

47 sezione di mumuheon_copertura ventilata

48 cortile interno di mumuheon

ADATTABILITA’_i suoi principi possono essere proporzionati alla città contemporanea. In particolare se si tratta di una città di dimen-sioni geografiche e culturali sconvolgenti -come Seoul - gli accorgimenti nei confronti del paesaggio naturale devono essere sosti-tuiti con l’attenzione verso il paesaggio urba-no, il tessuto edilizio.SVUILUPPO_l’interpretazione dell’hanok deve andare oltre ad una semplice riproduzione della struttura tradizionale, deve necessari-amente comprendere le esperienze di oggi, innovazione e modernizzazione. Hanok nei suoi principi include l’uso dei ma-teriali naturali riciclabili e locali, e si adatta alle condizioni climatiche che lo circon-dano, minimizzando il proprio impatto am-bientale: le sue sono le leggi perfettamente congruenti con il concetto contemporaneo dell’architettura sostenibile.

corrispondenza dell’isolante o della struttura, determinando così una maggiore durata ed efficienzadellacopertura.

schemigraficidisintesiLo studio dell’hanok è stato raccolto in una serie di schemi grafici di sintesi per poterliconfrontare con l’esito dell’analisi tramite Metodo di Mahoney, svolto nel capitolo prec-edente. Il confronto rende immediatamente visibili i punti comuni e le divergenze delle due strategie progettuali.

conclusioniIn quanto il hanok non è una questione di stile o di moda, ma il frutto dell’esperienza, della ricerca di funzionalità e della sintonia con l’ambiente circostante, le sue grandi poten-zialità consistono soprattutto nella sua adat-tabilità e nel suo possibile sviluppo.

pianta

pianta

sezione

estate

inverno estate

inverno

sneo

sneo

sneo

49schemigraficidisintesidelconfrontotral’abitazioneidealevirtualeeilhanokconevidenziazione dei punti comuni

sezione

sezione

sezione

160c

m

160c

m

_aperture in direzione dei venti

prevalenti estivi (n-e) per favorire

ventilazione naturale

_pareti cieche in direzione dei venti

prevalenti invernali n-o per proteg-

gere dai venti freddi

_ manica semplice per assicurare

una buona circolazione dell’aria

_aperture sui lati opposti per favor-

ire ventilazione incrocciata

_facciate più ampie esposte su N e

S per sfrutare la radiazione solare

_posizione delle aperture affinché

laventilazionesiaefficace

_progettazione della camera

d’aria ventilata nella copertura

per ridurre la trasmissione del calore

all’interno

_progettazione delle schermature

attraverso i diagrammi orari di vari-

azione diurna delle temperature e

dell’ombra portata

_schermature rimuovibili nel peri-

odo invernale, in cui il sole deve

poter penetrare nell’ambiente

_distanza sufficiente per benefici-

are della ventilazione (min.5 volte

altezza)

69ha

nok

p.c.

mat

eria

l

solido liquidoassorbimento di energia

rilascio di energia

21

6.00

8.00

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

22.00

22.00

20.00

20.00

18.00

18.00

16.00

16.00

14.00

14.00

12.00

12.00

10.00

10.00 0.0

02.0

04.0

0

22

23

24

25

26

parete senza pcmparete con pcm

aria interna

t[°C]

T[ore]

ni climatiche e dell’umidità, per cui per ogni zona cli-maticadeveesseresceltoilPCMspecifico,attraversoilcalcoloelaverificadellaquantitàequalitàdelma-teriale da applicare.

requisiti Le caratteristiche che un materiale PCM dovrebbe possedere per poter essere impiegato in edilizia com-prendono

requisiti termodinamicia_punto di fusione compreso in un particolare inter-vallo di temperatureb_elevato calore latente di fusione per unità di massac_elevata densitàd_elevatocalorespecificoe_congruenza di fusionef_non sensibile cambiamento di densità nelle diversi fasi e a diversa temperatura

tecnologiaMateriali a cambiamento di fase (phase change materials, PCM) sono accumulatori di calore intelligenti che sfruttano il fenom-eno fisico della transazione di fase per as-sorbireiflussienergeticitermicilatentiedim-magazzinare un’elevata quantità di energia, mantenendo costante la propria temper-atura, e restituendo il calore all’esterno du-rante un abbassamento successivo di tem-peratura. I PCM si conservano in forma solida a temperatura ambiente e nel momento in cui la temperatura supera un certo valore di soglia, essi si sciolgono accumulando calore chevienesottrattoall’ambiente;quandolatemperatura riscende, il materiale si solidi-ficanuovamenteecedeilcalore.Ovviamente la temperatura di comfort è soggettiva e varia in funzione delle condizio-

50 ciclo di cambiamento di fase solida-liquida51 simulazione della temperatura nelle pareti di diverse composizioni

20

20

20

20

21

21

21

21

22

22

22

22

23

23

23

23

24

24

24

24

25

25

25

25

26

26

26

26

t[°C]

t[°C]

t[°C]

t[°C]

fase 1temperatura inferiore al melting pointstato solido

fase 2stato del cambiamento di fase_liquefazione/solido-liquido/temperatura supera il melting point del materiale pcm,laparaffinaall’internodellesferediplasticadi dimensioni microscopiche assorbe il calore in eccesso dando l’avvio alla liquefazione (cam-biamento di fase da fase solida a quella liquida). La temperatura del materiale durante il cambia-mento di fase rimane costante.

fase 3stato del cambiamento di fase/liquido-solido/Al scendere della temperatura il materiale com-inciaasolidificare(cambiamentodifaseliquido-solido) rilasciando il calore immagazinato. La tem-peratura del materiale durante il cambiamento di fase rimane costante.

fase 4stato solidoQuando la temperature si abbassa sino a scen-dere sotto il melting point, la fase di cambiamento di stato è compiuta e il materiale ritorna sollido.

73p.

c.m

ater

ial52 i cambaimenti di stato all’interno delle microstrutture del pcm

0 50 100 150 200capacitàtermica[kJ/kg]

Oggigiorno la forma di contenimento più uti-lizzata in edilizia è quella di microincapsula-mento, perché permette un buon controllo sulla stabilitàdella formadellaparaffina (lemicrogocce della paraffina vengono in-capsulate nei gusci di gel di silice che impe-disce le indesiderabili colature) a parità della percentualemoltoaltadelmateriale(finoa20%). Lapercentualedellaparaffinaèunodei criteri più importanti nella tecnologia PCM, in quanto determina in modo diretto l’entalpia1 dei materiali PCM e quindi anche

1 una funzione di stato che esprime la quantità

di energia che un sistema termodinamico può

scambiare con l’ambiente; l’entalpia scambiata

dal sistema consiste nel calore assorbito o rilasci-

ato nel corso della reazione. Nella trasformazione

di una sostanza dalla sua forma solida a quella

liquida, l’entalpia del sistema è il calore latente di

liquefazione.

requisiti chimicia_una stabilitàchimicab_una non decomposizione chimica del prodotto, almeno nella vita utile di questoc_non corrosività rispetto ai materiali da cos-truzioned_non tossicitàf_noninfiammabilig_non esplosivitàh_non igroscopicitàAttualmente i PCM più sperimentati in edi-liziasonoicompositiorganiciparaffinicieid-rocarburi ottenibili come sottoprodotti della raffinazionedelpetroliooperpolimerizzazi-one, e alcuni inorganici come sali idrati.

sistemi di contenimentoI sistemi di contenimento utilizzati sono il mac-ro e micro incapsulamento e l’immersione in matrici porose.

53 confronto dei PCM con altri materiali nella capacità di accumulare energia termica

PCM Paraffinplaster

m (kg) 193.8l(kJ/kg) 244.0Q(kJ) 47287.2Q/Vr(kJ/m3) 1125.1

54proprietàdelintonacodigessoconlemicrocapsuledellaparafinaincorporate55 confronto delle proprietà del intonaco di gesso contenente le percentuali variabili di PCM

intonaco di gesso densità calorespecifico conducibilità calorelatente

[kg/m3] [kJ/kgK] [W/mK] [kJ/kg]

convenzionale 696 1.089 0.173 010% PCM 720 1.215 0.187 19.316% PCM 760 1.299 0.192 31.020% PCM 800 1.341 0.204 38.9

30% PCM 998 1.467 0.232 58.3

paraffina

acqua

legno

plastica

pietra

75p.

c.m

ater

ial

il loro comportamento termico (tabella 18). Il peso percentuale della paraffina incap-sulata si ottiene calcolando la proporzione tra l’entalpia delle microcapsule di PCM a quelladellaparaffinapura.

pcm appropriatoPer applicazioni nel settore edilizio, i compos-ti inorganici non sono adatti all’accumulo dell’energia termica a causa della possibile irreversibilità dei loro processi di liquefazione e solidificazione,dovutaaproblemidi seg-regazione. Essi possono inoltre presentare inconvenienti derivanti dal fenomeno della corrosione. I PCM eutettici sono invece poco adatti in quanto estremamente costosi. Tra i composti organici le non paraffine pre-sentano un rischio perché in maggior parte costituite dagli acidi e nocive. Le paraffine possiedono invece le migliori

proprietà per l’impiego in architettura: la loro temperatura di fusione è vicina a quella ambientale, non sono tossiche né corrosive e igroscopiche, sono chimicamente stabili e compatibili con la maggior parte dei ma-teriali edilizi. Le paraffine sono composti or-ganici che a temperatura ambiente si pre-sentano con una consistenza simile a quella della cera, caratterizzati da una struttura molecolare lineare a catena con una serie di branchie. All’interno di queste ultime con-tengono una componente maggiore degli alcani caratterizzati dalla formula CnH2n+2che normalmente rappresentano una parte che varia dal 75 % al 100 %. Nelle sostanze contenenti alcani con 14-40 atomi di carbon-io il punto di fusione oscilla tra 6°C ai 80°C. Il punto di fusione (melting point) delle paraff-ine cresce al crescere del numero di atomi di carbonio (tabella 18).

numero entalpia punto di fusione percentualediparaffina calo

[kJ/kg] [°C] [%] [cm2/min]

1 0.00 0.00 6.43

2 24.94 19.56 11.23 5.85

3 45.17 19.88 20.35 5.43

4 54.14 19.20 24.39 5.32

5 60.67. 18.55 27.32 5.12

6 71.23 19.38 32.09 4.95

7 83.34 22.60 37.54 4.82

8 86.76 22.03 29.08 4.74

9 98.59 22.43 44.40 4.56

10 103.07 20.21 46.43 4.32

11 118.62 22.33 53.54 3.73

12 123.78 21.50 55.76 3.36

13 130.19 21.32 58.64 2.46

14 138.42 21.34 62.35 0.23

15 153.46 22.01 69.12 0.03

16 176.07 22.26 79.31 0.00

17 222.01 17.08 100 0.00

56comportamentotermicodimicrocapsulecontenentiparaffinada0a100%

consumi energetici necessari per la climatiz-zazione degli ambienti interni. I PCM a dif-ferenza dei materiali tradizionali forniscono all’edificiounamassatermicaartificialeba-sata sul calore latente e non sulla capacità di accumulo inerziale. Inoltre, rispetto alla stes-sa prestazione fornita da un nucleo massiccio in calcestruzzo, un’applicazione in PCM rich-iede una quantità di materiale molto inferiore in peso. Un pannello contenente il PCM for-nisce il volano inerziale con l’impiego di una quantità di materiale circa 40 volte inferiore in peso rispetto alla stessa prestazione fornita da un nucleo massiccio in calcestruzzo: lastre in gesso rivestito KNAUF-BASF Micronal PCM SmartBoard contenenti paraffine Micronalche con soli 15 mm di spessore equivalgono alla capacità termica di circa 100 mm di cal-cestruzzo pieno e circa 150 mm di laterizio. Per il rivestimento nel progetto è stato scelto

costruzione leggera sostenibileIl corretto bilancio energetico è una delle questione da cui l’architettura contempo-ranea non puo’ prenscindere. L’utilizzo delle costruzioni leggere di bassa capacità ter-mica comporta necessariamente i fenomeni di surriscaldamento e dispersione termica;in conseguenza la quantità dell’energia spesa per mantenere le condizioni di com-fort termico nell’ambiente interno aumenta in maniera esponenziale: il problema viene affrontato attraverso il maggior impiego dell’aria condizionata e del riscaldamento.In quanto materiali termoregolanti, i PCM rappresentano una soluzione tecnologica in-novativa nella progettazione architettonica: offrono un sistema interessante per attenu-are le fluttuazioni giornaliere della temper-atura ambiente attraverso la riduzione dei picchi di temperatura interna, e quindi dei

57 microstruttura del PCM. courtesy: Sophie Marchi, dipartimento ISMIC

int intest est

into

naco

into

naco

into

naco

into

naco

isola

nte

isola

nte

giorno notte

pcm

pcm

pcm

pcm

giorno

lostratodiPCMassorbeilflusso

termico dovuto alla penetra-

zione della radiazione solare e

alla differenza di temperatura

dell’aria

notte

la maggior parte dell’energia

termica accumulata viene ce-

duta all’ambiente esterno

schema 1

58modellifunzionalidipareticontenentipcm_possibilisoluzioniconlaposizionefissadellostratopcm

giorno

lo strato di PCM posizionato

verso l’interno assorbe la radi-

azione solare

notte

la maggior parte dell’energia

termica accumulata viene ce-

duta all’ambiente interno

schema 2

int intest est

giorno notte

into

naco

into

naco

into

naco

into

naco

isola

nte

isola

nte

77p.

c.m

ater

ial

e viene assorbito nello strato di PCM, se ques-to ultimo è posizionato verso l’interno nella stratigrafia(schema2);conilcalodellatem-peratura il calore trattenuto viene ceduto all’ambiente interno. Laconfigurazionedelmodello1puòessereottimizzata attraverso un’intercapedine ven-tilata di variabile posizione (schema 3 e 4) che consente al calore di fluire attraversola parte esterna: viene rimosso per ventilazi-one naturale dall’aria che scorre all’interno dell’interstizio.LaposizionefissadellostratoPCMnonèidealein quanto le esigenze per il comfort termico variano a seconda delle stagioni: il compor-tamento termico della parete desiderabile nel periodo invernale è quello di accum-ullare e trattenere il calore nell’ambiente in-terno;viceversa,nelperiodoestivoèrichiestala capacità di bloccare il calore all’esterno.

l’acciaio, il materiale di eccelenti prestazioni per quanto riguarda la leggerezza, l’estetica e i riuso, ma penalizzato dal pessimo com-portamento termico. Insieme al compo-nente PCM l’acciaio può essere portato alle condizioni termiche ottimali conservando la propria leggerezza e snellezza.

posizione dello strato PCMLa posizione dello strato del PCM rispetto alla stratigrafia della parete incide in manierasignificativa sulla sua efficienza, in quantoinfluenzailcomportamentotermicodituttala parete: lo strato del PCM collocato verso l’esterno nella stratigrafia (schema 1) as-sorbeilflussotermico,impedendoalcaloredi penetrare nell’ambiente interno. Durante la notte, al calo della temperatura, il calore viene rilasciato all’ambiente esterno. Viceversa,ilflussotermicopenetralaparete

giorno

lostratodiPCMassorbeilflus-

so termico dovuto alla pen-

etrazione della radiazione

solare

notte

il calore va verso la parte es-

terna della parete e viene

rimosso dall’aria all’interno

dell’interstizio

schema 3

int intest est

giorno notte

int intest est

giorno notte

giorno

lostratodiPCMassorbeilflus-

so termico dovuto alla pen-

etrazione della radiazione

solare

notte

il calore fluisce attraverso la

parte esterna, e viene rimos-

so per ventilazione naturale

nel interstizio

schema 4

into

naco

into

naco

into

naco

into

naco

isola

nte

isola

nte

into

naco

into

naco

into

naco

into

naco

isola

nte

isola

nte

pcm pcm

pcm

pcm

il corretto funzionamento e di individuare le condizioni operative che ne rendono conven-iente l’impiego. In questa fase si farà riferimen-to alle condizioni climatiche del ciclo diurno di 24 ore. Successivamente il ciclo di vita del materiale prescelto sarà esaminato attraver-so il software che permette analizzare PCM tramite i cicli accelerati carica-scarica per ot-tenere, in breve tempo, il comportamento del materiale dopo un numero elevato di cicli di fusione-solidificazione.2

2 la quantità dei cicli può raggiungere il valore

7300 (circa 20 anni). E’ necessario prendere in con-

siderazione la decrescità della capacità termica

che varia fortemente secondo il tipo di PCM: la

capacità termica dei sali puri diminuisce rapida-

menteda un valore iniziale di 238kJ/kgaquello

di 63kJ/kgdopo soli 40 cicli,mentre la paraffina

mantiene lacapacità termicadi 189 kJ/kgquasi

inalterata per l’intero ciclo di vita.

criteri di progettazioneIl sistema proposto si pone l’obiettivo di valu-tare l’esatta incidenza della posizione dello strato di PCM all’interno della parete limitan-do le variazioni di temperatura causate dalla variabilità delle condizioni climatiche esterne e dall’alternarsi del giorno e della notte. L’identificazione del materiale PCM idoneoper l’impiego nell’area di progetto verrà ef-fettuata prendendo in esame sia le condizio-ni invernali che quelle estive. La temperatura di progetto sarà stabilita in base al comfort termico della zona di Seoul: per essere con-siderato appropriato, il materiale PCM dovrà presentare una temperatura di fusione com-presa tra 18 e 26°C. Dopo aver individuato la composizione ottimale del PCM di progetto, il materiale sarà sottoposto alle simulazioni nu-meriche che consentiranno di determinare laquantitànecessariadiPCM,diverificarne

59 modellifunzionalidipareticontenentipcm_possibilisoluzioniconlaposizionefissadellostratopcmin combinazione con l’intercapedine d’aria

79p.

c.m

ater

ial

pro

getto

nelle direzioni opposte) e attraverso la ven-tilazione dal pavimento realizzato tramite unatecnicadifinituracontavoledilegnode-nominata maru.Laconfigurazionediquestotipo consente di ottenere un buon livello di comfort termico a parità del notevole ris-parmio energetico. L’ambizione del progetto è di ipotizzare un sistema originale che possa riproporrequestaconfigurazione inversioneottimizzata, introducendo il materiale PCM nellastratigrafiadellaparete.Laprogettazi-one si svolge per approssimazioni successive: come primo passo si è immaginato di man-tenere le due tipologie degli spazi, perfezio-nando le condizioni attraverso l’inserimento dello strato PCM. In questo caso è consid-erata laposizione fissadello stratodel PCMall’internodellaparete; lostratoècollocatoin modo opportuno rispetto alle esigenze. Il passosuccessivoèquellodiraffinarelasoluzi-one proposta ipotizzando un’ambiente unico che possa rispondere a entrambi le situazioni climatiche, attareverso ideazione di una se-rie di risoluzioni tecnologiche che mante-nesseroflessibile laposizionedellostratodelPCM, rendendo l’ambiente capace di adat-tarsi diverse condizioni di temperatura ester-na. In questo modo un’unica parete diventa capace di proteggere sia dal caldo che dal freddo. Le soluzioni proposte sono:

soluzione a_un insieme di pannelli (largfezza massima 100cm)di cui stratigrafia contieneuno strato del pcm. I singoli pannelli ruotano intorno ad un perno orizzontale

soluzione b_movimentazione dell’intera parete attraverso la combinazione di rotazi-one (intorno ad un perno laterale) e traslazi-one

soluzione c_un sistema del tessuto conte-nente le microcapsule pcm, movimentato at-traverso un rullo simile ad un’avvolgibile

L’inserimento dello strato del PCM comporta

parete attivaCome già accennato in precedenza, la po-sizione fissa dello strato PCM non rispondein modo adeguato alle necessità relative al comfort termico, variabili durante l’anno. Il comportamento termico della parete, de-siderabile nel periodo invernale, è quello di trattenere il calore nell’ambiente interno ed imperdirlodifuoriuscire;viceversa,nelperio-do estivo è richiesta la capacità di bloccare all’esterno il calore in esubero, in modo che lo spazio interno possa rimanere fresco senza un’eccessivo impiego dell’aria condizionata.L’obiettivo della proposta progettuale è quello di suggerire un sistema che sia in grado di limitare gli inconvenienti compor-tatidallaposizionefissadello stratodiPCMall’interno della stratigrafia della parete. Inprima fase viene sviluppato un modello che dimostra il funzionamento del sistema pro-postodal puntodi vista fisico.Al finedi ot-tenere una valutazione dell’esatta incidenza della posizione dello strato di PCM all’interno della parete rispetto alle temperature op-erative ambiente, nella fase successiva si procede con la verifica attraverso il mod-ello stazionario delle stratigrafie in un soft-ware di predesign (PCM Express). L’ultima faseriguardaun’ulterioreverificaattraversola soluzione numerica in cui viene simulato il ciclo dinamico di trasformazione all’interno dello strato PCM. Il metodo utilizzato è quello delle differenze finite;èunmetodoperrisol-vere numericamente equazioni differenziali tramite un’approssimazione.

fase 1_il sistemaL’ideaprogettualesiattieneallaconfigurazi-one dell’abitazione tradizionale (hanok), strutturata in modo da contenere due tipi di ambiente: quello destinato ad uso durante le stagioni fredde, riscaldato con il sistema di riscaldamento a pavimento ondol, e quello utilizzato nelle stagioni estive, l’ambiente senza riscaldamento, aereato attraverso la ventilazione inrocciata (le aperture disposte

60 distinzione degli ambienti utilizzati nel periodo invernale ed estivo in un’abitazione coreana tradizionale (hanok mumuheon, seoul)

4

1 2

5

7

3

3

8

8

6

1 cucina(puok)2 piccola cucina

4 stanza delle signore(anbang)5 stanza opposta ad anbang

3 stanza dei signori(sarangchae) 6 hall(daechon maru)

ambiente caldo_utilizzato maggiormente durante l’inverno, riscaldato attraverso il sistema di canne fumarie (ondol) poste sotto il pavimento

ambiente freddo_utilizzato maggiormente durante l’estate, ventilato attraverso il siste-ma di pavimento areato (maru)

7 sala da té8 bagno

83p

roge

tto

lidifacano e rilasciano il calore, attenuando l’onda termica. Lo strato del materiale isolan-te posizionato all’esterno limita lo scambio termico, impedendo al calore di disperdersi e fuoriuscire dal locale interno. Viceversa, du-rante la stagione calda, lo strato PCM viene rivolto verso l’esterno. La radiazione solare riscalda lo strato del pcm che, un volta rag-giunto il melting point (23°C), di cui microsfere della paraffina si liquefanno assorbendo ilcalore in eccesso. Allo scendere della tem-peratura le microsfere solidifacano e rilasci-ado il calore verso l’esterno, all’aria aperta. Lo strato del materiale isolante posizionato sul lato interno blocca il calore ed impedisce la sua penetrazione all’interno dell’ambiente. L’accumulo di energia nel PCM avviene a 23°C, durante il cambiamento di fase da so-lido a liquido, ed è pari al proprio calore di trasformazione.

un miglioramento del comfort termico ris-pettoallaconfigurazionetradizionaleapar-ità del risparmio energetico: l’intero sistema si basa sul’efficienza dello strato di PCM dirispondere in maniera dinamica alle trasfor-mazioni termiche.

funzionamento del sistemaDurante la stagione fredda, il pannello del-la parete viene ruotato in modo da avere lo strato PCM rivolto verso l’interno. Nel mo-mento in cui la temperatura interna o la tem-peratura dello strato interno della parete1 su-pera il melting point (nel nostro caso 23°C) del PCM, il calore in eccesso viene assorbito ed immaganizzatodallemicrosferediparaffinainsito nel materiale PCM che liquefanno. Allo scendere della temperatura le microsfere so-

1 effetto di surriscaldamento dovuto alla radi-

azione solare

calore in ec-

calore rilasciato

calore rilasciato

calore in eccesso

61 funzionamento del PCM 62 funzionamento dell’isolante

calore non trasmesso

calore non trasmesso

63 parete attiva_soluzione a

int est

int est

int est

int est

2in1

inverno

estate

int

int

int

int

est

est

est

est

85p

roge

tto

64 parete attiva_soluzione b

87p

roge

tto

65 parete attiva_soluzione c

tess

uto

con

pcm

15m

m

sup

pro

to m

eta

llico

50m

m

isolamen

toinfibrem

inerali200m

m

calamita

89p

roge

tto

biliti i parametri dell’ambiente virtuale esami-nato: a le misure impiantisticheper ridurre i fattori influenti sul comfort in-terna è stata considerata soltanto la pos-sibilità di ventilazione naturale, escludendo un’eventuale ventilazione meccanicab la geometria perlafasediverificasempliceèstatoipotiz-zato un locale a forma parallelepipeda di di-mensioni500x400x300cm,privodifinestre.Inquesta fase l’ambiente di studio è delimitato dallesuperficidelleproprietàmedesime.Per quanto riguarda le condizioni esterne, il soffittoèconsideratoconfinanteconun’altrolocale interno della stessa temperatura, men-tretutteleatresuperficisonolimitrofeall’ariaesterna, e sono quindi valutate come pareti esterne.

quello di Seoul

fase2_verificatramitesoftwareIn questa fase è stata effettuata la simulazi-one all’interno del software PCM Express, praticamente l’unico software gratuito dis-ponibile in rete che consente un predimen-sionamentodel sistemaPCM.Alfinedi sta-bilire l’incidenza dei singoli componenti - e della loro collocazione - al comportamento termico della parete nelle diverse ore gior-naliere e nelle diverse stagioni, sono stati valutati sei ambienti virtuali con le differenti stratigrafie.Dopo aver selezionato il sito climatico sosti-tutivo del progetto (Alessandria, Italia, latitu-dine 44.55°N, longitudine 8.37°E, altitudine 95m1) all’interno del software sono stati sta-1 i dati climatici disponibili nel PCM Express sono

limitati solo ad alcune principali città europee.

Per la simulazione è stata scelta la città di Ales-

sandria in quanto il suo clima è paragonabile a

66 dati della simulazione in PCM Express 67 materiale PCM utilizzato nelle simulazioni68 geometria dell’ambiente virtuale analizzato

400cm

500cm

300c

m

sito del progetto Seoul City, Corea del Sud latitudine 37.57°N longitudine 126.97°E altitudine 86 m

t max media (agosto) 30°C t min media (gennaio) -8.3°C

precipitazioni max (luglio) 376mm

sito sostitutivo Alessandria, Italia (PCM Express) latitudine 44.55°N longitudine 8.37°E altitudine 95m t max media (luglio) 29.5°C t min media (gennaio) -2.4°C

precipitazioni max (ottobre) 74mm

impianto ventilazione naturale

pavimenti confine_terrapareti confine_ariaesternasoffitto confine_localeinterno

Astratigrafiasemplificata(solo isolante e pcm)ambiente a isolatoambiente b con PCM, isolamento internoambiente c con PCM, isolamento esterno

Bstratigrafiacompleta(parete leggera di legno)ambiente d senza PCM, non isolatoambiente e con PCM, non isolatoambiente f senza PCM,isolamento interno ambiente g con PCM,isolamento internoambiente h senza PCM, isolamento esterno ambiente i con PCM, isolamento esterno

Micronal® PCM SmartBoard™ 23spessore 15 m mlarghezza 1250 mmlunghezza 2000 mmpeso ca. 11,5 kg/m²densità 250-350 kg/m3

temperatura operativa 23°Ccapacitàtermicalatente 330kJ/m²calorespecifico 1.20kJ/kgKconduttività termica 0.134 W/mK

ergia per i riscaldamento e raffrescamento tra iduesistemi; tuttaviaquesteopzioninonsono state sfrutate in quanto meno rilevante inquestafasediverifica.Il software esegue la simulazione in base al confronto tra il sistema convenzionale e il sis-temaPCM;perquestomotivosonostateipo-tizzate le seguenti combinazioni che hanno consentito la comparazione:

Astratigrafiasemplificata

combinazionea(INVERNO)(ambiente a + ambiente b) 1pareti senza PCM, isolamento 2pareti con PCM, isolamento esterno

combinazione b (ESTATE)(ambiente a + ambiente c) 1pareti senza PCM, isolate 2pareti con PCM, isolamento internoBstratigrafiacompleta

combinazionec(INVERNO)(ambiente d + ambiente e) 1pareti senza PCM, non isolate 2pareti con PCM, non isolate

combinazione d (ESTATE) (ambiente f + ambiente g)1pareti senza PCM, isolamento interno 2pareti con PCM, isolamento interno

combinazionee(INVERNO)(ambiente h + ambiente i) 1pareti senza PCM,isolamento esterno 2pareti con PCM,isolamento esterno

nota: 1 sistema convenzionale 2 sistema PCM

clestratigrafie2 dei due sistemiè stato definito un sistema con la pareteconvenzionale e un sistema con la parete contenente lo strato del PCM per ciascuna delle sei situazioni esaminate. Il materiale PCM utilizzato per le simulazioni è Micronal Pcm SmartBoard 23, un prodotto di BASF dis-ponibile sul mercato, scelto per il suo melting point intorno ai 23°C, indicato per stabilizzare la temperatura ambiente nell’area comfort.Nellaprimaseriedistratigrafiesemplificateemeramente sperimentali sono stati esaminati gli elementi singoli dell’isolante e del PCM, mentrelasecondaseriedistratigrafiecom-plete rappresenta delle configurazioni real-mente applicabile di elementi assemblati ad hocperlaverifica.

Successivamente, attraverso la simulazione graficadelsoftware,èstatoeffettuatoilcon-frontodelleduetipologiedellestratigrafieuti-lizzate: le temperature ambiente operative in relazione alla temperatura esterna (secondo la norma UNI-EN 15251:20083), la distribuzione della frequenza delle temperature operative ambiente e giorni con effetto maggiore del PCM. Inoltre il software PCM Express offre la possibilità di effettuare una valutazione eco-nomica di convenienza nell’uso del PCM e la di stabilire la differenza dei fabbisogni di en-

2 Alfinedisemplificarel’analisi,tuttelesuperfici

delimitanti gli ambiente virtuali dispongono della

stessastratigrafia,senzadistinzionetralepareti,il

pavimento e il sofftitto.

3 la norma europea, che riporta i criteri per la

progettazione dell’ambiente interno e per la

valutazione della prestazione energetica de-

gli edifici, in relazione alla qualità dell’aria in-

terna, all’ambiente termico, all’illuminazione e

all’acustica. Per unedificio residenziale, incate-

gioria II (livello normale di aspettativa) le tem-

perature invernali hanno un range di 20 – 25 °C,

mentre quelle estive tra 23 – 26 °C.

La pubblicazione della norma consegue diretta-

menteladirettiva2002/91/CEsull’efficienzaener-

getica in edilizia.

46

2

16150.1

2

12.914

12.6

9.8

6 5.9 5.6 5.64.6

3.9 2.71.8 1.8 1.6 1.6 1.4 1.2 1.2 1 1.1 0.6 0.5 0.3 0.3 0.20 0.1 0.1 0.3 0.3

27.5

12.2

9.411.7

17.8

9.9

5.5

2.11.2 0.7 0.4 0.3 0.2 0.1 0.1 0.1 0 0 0 0 0 0

17 19 21 23 2518 20 22 24 26 27 29 31 33 35 36 37 38 39 4028 30 32 34

81012141618202224262830

freq

uenz

a [%

]

temperatura ambiente [°C]

distribuzione della temperatura ambiente

14

1820

16

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

222426283032343638404244

tem

per

atu

ra a

mb

ient

e [°

C]

temperatura esterna [°C]

valutazione della temperatura ambiente

categoria III

categoria III

categoria II

categoria II

categoria I

categoria I

temperatura entro l’area comfort(Seoul: 19°C - 26°C)

55.8% / 4888 h

94% / 8234 h

temperatura al di fuorti dell’area comfort (Seoul: > 26°C) 15.4% / 1349 h

5.2% / 456 h

69 l’analisidellacombinazioneadellestratigrafie(ambientea+ambienteb)_INVERNO

sistema convenzionale

lana di vetro 160mm conduttività termica 0.038 W/mK

sistema pcm

micronal pcm SmartBoard 23 15mm conduttività termica 0.196 W/mKlana di vetro 160mm conduttività termica 0.038 W/mK

int

int

est

est

EN 15251sistema convezionale sistema pcm

91p

roge

tto

sistema convenzionale

lana di vetro 160mm conduttività termica 0.038 W/mK

sistema pcm

lana di vetro 160mm conduttività termica 0.038 W/mKmicronal pcm SmartBoard 23 15mm conduttività termica 0.196 W/mK

70 combinazionebdellestratigrafie(ambientea+ambientec)_ESTATE

int

int

est

est

14

1820

16

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

222426283032343638404244

tem

per

atu

ra a

mb

ient

e [°

C]

temperatura esterna [°C]

valutazione della temperatura ambiente

temperatura entro l’area comfort(Seoul: 18°C - 24°C)

59.5% / 5212 h

63.4% / 5554 h

temperatura al di fuorti dell’area comfort (Seoul: > 24°C) 25.5% / 2234 h

24.1% / 2111 h

23

1

16150.1

2

12.914

12.6

9.8

6 5.9 5.6 5.64.6

3.92.7

1.8 1.8 1.51.6

1.3 1.2 1.1 1 1.10.6 0.5 0.3 0.3

0.201.1

11.4

13.7

11.9

8.1

6.87.4

8.6

6.9

4.74.1

2.3 1.9 1.8 1.61.5

1.51

1.30.8 0.6 0.3 0.3 0.2 0.2 0

17 19 21 23 2518 20 22 24 26 27 29 31 33 35 36 37 38 39 4028 30 32 34

456789

101112131415

freq

uenz

a [%

]

temperatura ambiente [°C]

distribuzione della temperatura ambiente

categoria III

categoria III

categoria II

categoria II

categoria I categoria I

EN 15251sistema convezionale sistema pcm

sistema convenzionaleparete leggera di legno

lastre di truciolato pressato 16mm conduttività termica 0.11 W/mKpannello truciolare resistente all’umidità16mm conduttività termica 0.13 W/mKintonaco minerale esterno 10mm conduttività termica 0.8 W/mK

sistema pcmparete leggera di legno

lastre di truciolato pressato 16mm conduttività termica 0.196 W/mKmicronal pcm SmartBoard 23 15mm conduttività termica 0.196 W/mKpannello truciolare resistente all’umidità16mm conduttività termica 0.13 W/mKintonaco minerale esterno 10mm conduttività termica 0.8 W/mK

71 combinazionecdellestratigrafie(ambiented+ambientee)_INVERNO

int

int

est

est

510

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

15

20

25

30

354045

tem

per

atu

ra a

mb

ient

e [°

C]

temperatura esterna [°C]

valutazione della temperatura ambiente

temperatura entro l’area comfort(Seoul: 19°C - 26°C)

35.6% / 3118 h

42.1% / 3688 h

temperatura al di fuorti dell’area comfort (Seoul: > 26°C) 20.2% / 1770 h

17.9% / 1568 h

1

860.10.2

1.2

3

4.24.14.7

4.14.1 4.24.5

4.9 4.9

6.1

7

4.7

3.84.14.2

3.3

2.4

1.5 1.5 1.51.6

1.21.2 1.2 1.2

0.7

1.1

2 2 1.9

0.6 0.40.3 0.1

0.20.6

1.9

3.6 3.7

4.34

3.7 3.93.5

3.93.84.24.6

7.3

65.6

6.66.3

3.5

2.32.1 21.61.5

1.3 1.31.11.1 1 0.80.80.7

1.6

0.40.40.2 0.1

12 242220181610 14 26 36 38 4028 30 32 34

2

3

4

5

6

7

freq

uenz

a [%

]

temperatura ambiente [°C]

distribuzione della temperatura ambiente

categoria III

categoria III

categoria II

categoria II

categoria I

categoria I

EN 15251sistema convezionale sistema pcm

93p

roge

tto

sistema convenzionaleparete leggera di legno

lana di vetro 160mm conduttività termica 0.038 W/mKpannello truciolare resistente all’umidità 16mm conduttività termica 0.13 W/mKfibreminerali60mm conduttivitàtermica0.04W/mKlastre di truciolato pressato 16mm conduttività termica 0.11 W/mKintonaco minerale esterno 10mm conduttività termica 0.8 W/mK

sistema pcmparete leggera di legno

lana di vetro 160mm conduttività termica 0.038 W/mKpannello truciolare resistente all’umidità 16mm conduttività termica 0.13 W/mKfibreminerali60mm conduttivitàtermica0.04W/mKlastre di truciolato pressato 16mm conduttività termica 0.11 W/mKmicronal pcm SmartBoard 23 15mm conduttività termica 0.196 W/mKintonaco minerale esterno 10mm conduttività termica 0.8 W/mK

int

int

est

est

72 combinazioneddellestratigrafie(ambientef+ambienteg)_ESTATE

1820

16-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

222426283032343638

tem

per

atu

ra a

mb

ient

e [°

C]

temperatura esterna [°C]

valutazione della temperatura ambiente

temperatura entro l’area comfort(Seoul: 18°C - 24°C)

76.9% / 6736 h

77.7% / 6807 h

temperatura al di fuorti dell’area comfort (Seoul: > 24°C) 22.7% / 1989 h

22.1% / 1935 h

23

1160.1 0.3

10.7

16.2

14.1

8.1

11.69.9

9.4

6.1

3.8 2.82.3

1.8 1.6 1.5 1.3 0.8 0.5 0.40.3 0.20 0.2

8.4

16.4

13.7

8.59.7 9.9

8

5.73.9

2.5 2.2 1.8 1.7 1.5

0.7 0.6 0.4 0.3 0.1 017 19 21 23 2518 20 22 24 26 27 29 31 33 35 3628 30 32 34

456789

101112131415161718

freq

uenz

a [%

]

temperatura ambiente [°C]

distribuzione della temperatura ambiente

categoria III

categoria III

categoria II

categoria II

categoria I

categoria I

EN 15251sistema convezionale sistema pcm

sistema convenzionaleparete leggera di legno

lastre di truciolato pressato 16mm conduttività termica 0.11 W/mKfibreminerali60mm conduttivitàtermica0.04W/mKpannello truciolare resistente all’umidità16mm conduttività termica 0.13 W/mKlana di vetro 160mm conduttività termica 0.038 W/mKintonaco minerale esterno 10mm conduttività termica 0.8 W/mK

sistema pcmparete leggera di legno

lastre di truciolato pressato 16mm conduttività termica 0.11 W/mKmicronal pcm SmartBoard 23 15mm conduttività termica 0.196 W/mKfibreminerali60mm conduttivitàtermica0.04W/mKpannello truciolare resistente all’umidità16mm conduttività termica 0.13 W/mKlana di vetro 160mm conduttività termica 0.038 W/mKintonaco minerale esterno 10mm conduttività termica 0.8 W/mK

int

int

est

est

73 combinazioneedellestratigrafie(ambienteh+ambientei)_INVERNO

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

tem

per

atu

ra a

mb

ient

e [°

C]

temperatura esterna [°C]

valutazione della temperatura ambiente

18

4

20

6

16

2

22

8

24

10

26

12

28

14

30

16

32

18

34

202224262830

temperatura entro l’area comfort(Seoul: 19°C - 26°C)

91.7% / 8033 h

96.5% / 8453 h

temperatura al di fuorti dell’area comfort (Seoul: > 26°C) 7.7% / 675 h

2.9% / 254 h0.1 0.3 0.3

28.4

19.4

12.6

9.5

12

5.54 2.9

2.2 1.3 0.8 0.4 0.1 0.10.1 0.2 0.4

26.5

13.3

7.5

11.3

23.3

9.3

5.2

1.60.5 0.5 0.1 0.1 00.1fre

que

nza

[%]

temperatura ambiente [°C]

distribuzione della temperatura ambiente

categoria III

categoria III

categoria II

categoria II

categoria I

categoria I

17 19 21 23 2518 20 22 24 26 27 29 3128 30 32

EN 15251sistema convezionale sistema pcm

95p

roge

tto

GI TAM > 20 TAM 15-20 TAM <15-20giorno notte giorno notte giorno notte

1 [°C] 26 - 34 17 - 25 23 - 32 14 - 23 21 - 30 12 - 212 [°C] 25 - 31 17 - 24 22 - 30 14 - 22 20 – 27 12 - 203 [°C] 23 - 29 17 - 23 21 - 28 14 - 21 19 – 26 12 - 19

4 [°C] 22 - 27 17 - 21 20 - 25 14 - 20 18 – 24 12 - 18

UR GI< 30% 1

> 30 < 50% 2

> 50 < 70% 3

> 70% 4

74 tabelle indicative per stabilire l’area del comfort 75 tabella dei limiti di comfort a Seoul

TAM temperatura annuale mediaGI gruppo igrometrico stabilito in base alla percentuale di umidità relativa

TAM [°C] 11.6

jan feb mar apr may jun jul aug sep oct nov dec

gruppo igrometrico 3 3 3 3 3 4 4 4 4 3 3 3

t media max [°C] 0.3 3.1 9.1 16.9 22.6 26.6 28.8 30 25.6 19.6 11.1 3.2

comfort diurno max.

[°C]

26 26 26 26 26 24 24 24 24 26 26 26

comfort diurno min.

[°C]

19 19 19 19 19 18 18 18 18 19 19 19

t media min [°C] -8.3 -5.8 -0.6 5.8 11.5 16.6 21.2 21.8 15.8 8.3 1.4 -5.2

comfort notturno

max. [°C]

19 19 19 19 19 18 18 18 18 19 19 19

verno, priorità: trattenere il calore all’interno dell’ambiente), è stata presa in considerazi-one la fascia 18°C-24°C delle temperature. Le tabelle indicative relative al comfort di-urno e notturno derivano da un precedente studio climatico dell’area di progetto svolto tramite il metodo di Mahoney4. Le categorie della norma EN 15251 rappre-sentano i valori di temperatura interna op-erativapergliedificisenzasistemimeccanicidi raffreddamento, in funzione della media ponderata in modo esponenziale della tem-peratura esterna. Le singole categorie cor-rispondo alla valutazione secondo i criteri del PMV e PPD: PMV (predicted mean vote)

4 Il metodo di verifica presentato nel volume

Conception des habitations à bon marchè et de

leurs èquipement collectifs - Volume 1 Climat et

Habitat,NationsUnies,NewYork,1973

correzione dei risultatiSono stati rivalutati i valori sintetici del model-lograficoanodi,ottenutotramitelesimulazi-oni, che rappresenta la distribuzione di tem-perature ambiente operative applicate alla temperatura esterna scalare. La correzione riguarda le temperature del comfort, in quanto l’area delle temperature di comfort didefaultèfissata tra21°Ce26 °C,mentrequella della città di Seoul, stabilita in base alle tabelle indicative, varia tra 18°C e 24 °C (periodo estivo, giugno, luglio, agosto) e 19°C e 26 °C (tutto il resto dell’anno). La correzione è stata applicata in maniera seguente: nelleconfigurazionibed(stratodelPCMpo-sizionato all’esterno, periodo: estate, priorità: bloccare il calore all’esterno) è stata presa in considerazione la fascia18°C-24°C delle tem-perature; nelle configurazioni a, c, e (stratodel PCM posizionato all’interno, periodo: in-

97p

roge

tto

Il calo del rendimento nelle configurazionicon lo strato del PCM posizionato all’esterno è stato valutato come un’inabilità del soft-ware di valutare i fattori dinamici del sistema, come l’incidenza della radiazione solare op-pure la posizione dello strato del PCM rispetto all’isolante; questa inabilità viene ulterior-mente chiarita nelle conclusioni.

conclusioniIl software PCM Express appre non adatto per l’analisi richiesta in quanto lavora in regime stazionario e quindi non coglie le dinamiche della trasformazione all’interno dello strato del PCM - gli effetti della liquefazione solidi-ficazione-,maconsiderailmaterialeunele-mento omogeneo, per cui la sua risposta è in-esattaesemplificata.Perquantoriguardalaposizione del PCM all’esterno nella stratigra-fia, ildiscorsosicomplicaancora, inquantola simulazione del PCM Express non include la valutazione dell’incidenza della radiazione solare sulla parete, e quindi non considera la risposta del materiale nel caso della sua es-posizione (posizione esterna). In questo momento non sono disponibili i software evoluti appositi per uno studio ade-guato dei processi dinamici all’interno dello strato PCM che fossero in grado di stimare nello stesso tempo l’influenza della radiazi-one solare. Il software evoluto appropriato, Simulink (un’estensione del programma MAT-LAB), utilizzato per la simulazione ed analisi dei sistemi dinamici, non è in grado di valu-tare l’incidenza della radiazione solare. Oc-correrebbe svilluppare un software suffi-cientemente sofisticato da poter effetuareun’appositaverifica; inquantolosviluppodiun tale software non è il traguardo di questa tesi, si procedecon la verificaattraverso lasoluzione numerica in cui viene simulato il ciclo dinamico di trasformazione all’interno dello strato PCM. Il metodo utilizzato è quello delle differenze finite;èunmetodoperrisol-vere numericamente equazioni differenziali tramite un’approssimazione.

esprime un voto medio previsto per la sen-sazione di benessere termico, e secondo il PPD (predicted percentage of disatisfied), la percentuale prevista delle persone insoddis-fatte:categoria I PPD < 6% -0.2<PMV<0.2categoria II PPD < 10% -0.5<PMV<0.5categoria III PPD < 15% -0.7<PMV<0.7

discussione dei risultatiIrisultatiottenutidimostranol’efficienzadellostrato del PCM soprattutto quando posizion-atoall’internodellastratigrafia(configurazi-onea,c,e);inparticolaresinotaladifferen-za del redimento tra il sistema convenzionale equelloconilPCMnellastratigrafiasempli-ficatadella configurazionea: 55.8%,corris-pondenti alle 4888 ore (sistema convenzion-ale), contro 94% delle temperature all’interno dell’area comfort, corrispondenti alle 8234 ore (sistema con PCM). Al contrario, nella configurazione b, checontiene gli stessi elementi, solamente inver-titi, il rendimento scende a 59.5% delle tem-perature all’interno dell’area comfort, corris-pondenti alle 5212 ore (sistema con PCM) e 63.4% delle temperature all’interno dell’area comfort, corrispondenti alle 5554 ore; allostesso modo,nellaconfigurazioned,dovelostrato del PCM è posizionato all’esterno della parete, la differenza del rendimento è tras-curabile (76.9% delle temperature all’interno dell’area comfort, corrispondenti alle 6736 ore nel sistema convenzionale contro 77.7% corrispondenti alle 6807 ore nel sistema con PCM). La simulazione ha rivelato un’evidente in-cidenza dello strato isolante alla capacità termicadell’interaparete:nellaconfigurazi-one c il notevole calo del rendimento - 35.6% delle temperature all’interno dell’area com-fort, corrispondenti alle 3118 ore del siste-ma PCM, rispetto ai 94% delle temperature all’interno dell’area comfort, corrispondenti alle8234oredellaconfigurazionea-èdo-vuto all’assenza dell’isolamento.

andamento dell’onda termica

76 l’ipotesidell’andamentodell’ondatermicanellastratigrafiadellacombinazioneddurante la stagione estiva con lo strato del pcm posizionato all’es

sistema convenzionale sistema con pcm

fase 3_modello dinamicoL’ultimo passaggio prevede un’ulteriore veri-fica del funzionamento della parete con lostrato del PCM posizionato all’esterno. La ver-ifica consiste nella simulazione del processidinamici all’interno dello strato del PCM in agosto (il mese più caldo dell’anno): viene consideratal’influenzadell’irraggiamentoso-lare al comportamento della parete. Il metodo utilizzato è quello delle differenze finite.

equazione della diffusioneIl fenomeno della diffusione dell’onda di calore attraverso un corpo è analoga agli al-tri processi dinamici della diffusione. Il fenom-eno fisico coinvolto può essere descritto inmodo seguente: per una determinata parte del corpo, l’aumento di temperatura media in un dato tempo moltiplicato per la capac-

ità termicaèpari alladifferenza tra il flussodi calore entrante e quello uscente durante il tempo dato. Per i calcoli nelle condizioni non stazionarie viene usata capacità termica C [J/m2K],definitadallaquantitàdicalorenec-essaria per aumentare la temperatura di un metro quadro del materiale di una dato spes-sore di 1K. I dati necessari sono il calore spe-cificoc[J/kg.K],densitàr [kg/m3] e spessore l [m]. L’equazione utilizzata è C = c r lAl finedi semplificare il calcolo, il flusso ter-mico è considerato monodirezionale. Viene simulatoilflussotermicomonodirezionalenelmodello virtuale di tre segmenti sottili (lastre), in cui

Dx spessore

Q1,Q

2,Q

3 temperature

Dt tempo

77 funzionamento del PCM nel periodo estivo

temperatura sale

temperatura scende

PCM assorbe il calore in eccesso

PCM rilascia il calore immagazzinato

temperatura ambiente rimane nell’area del comfort termico

temperatura ambiente rimane nell’area del comfort termico

99p

roge

tto

Allora ilflussodicalore(perunitàd'area) inun determinato periodo del tempo Dt sarà:l.Dt (Q

1 - Q

2)/Dx e l.Dt (Q

2 - Q

3)/Dx

vDx

DV1 DV2

Dx Dx

Q1

Q2

Q3

dV1 dV2dx dx

Dato che

V1 = (Q1 - Q

2) e V2 = (Q

2 - Q

3), allora l.Dt

. V1/Dx e l.Dt . V2/Dx. Se l’aumento di tem-peratura è DV, il calore necessario sarà cpDx . DV, e quindi l. Dt(DV1/Dx - DV2/Dx)/ Dx = crDx . DV Riordinandol’equazioneotteniamo(l/cr).(DV1/Dx - DV2/Dx)/ Dx = DV/ DtInfinesigiungeall’equazionedelladiffusione(l/cr).(d2 V/dx2) = dV/ dt oppure d2 V/dx2 - 1/k) dV/dt = 0, dove k = l/cr è la diffusività [m2/s]. I valori alti della diffusività indicano la propagazione veloce del calore attraverso il materiale.

soluzione numerica_il metodo delle differenzefiniteI metodi numerici, come il metodo delle dif-ferenze finite, sono basati su una formulazi-one differenziale: le equazioni di bilancio vengono scritte mediante relazioni differen-ziali tra le variabili. La soluzione numerica si ot-tiene attraverso la discretizzazione di queste equazionidifferenziali;nelnostrocasositrat-ta della discretizzazione della trasformazione -liquefazione/solidificazione-all’internodel-lo strato del materiale pcm.Ilmetododelledifferenze finitepermettedirisolvere numericamente equazioni differen-

ziali tramite un’approssimazione, sostituendo alle derivate i rapporti incrementali, dato che il limite di questi è appunto la derivata. Il me-todo consiste nell’approssimare il valore della derivata di una funzione u in un punto x (per il quale sarebbe necessario conoscere tutti i valoridellafunzione-quindiinfiniti-inunintor-no di x), con un’espressione che ne tenga in contosoloconunnumerofinito(spessomol-to piccolo). Si passa quindi dall’operazione di limite a quella di rapporto incrementale. Questo passaggio permette, ad esempio, di trasformare un’equazione alle derivate par-ziali in un problema algebrico. In particolare se il problema di partenza è lineare - come nel nostro caso -, si ottiene un sistema lineare del tipo Ax = b, con A matrice sparsa, la cui sparsità dipende dal numero di valori usati nell’approssimazione delle derivate. E’ quindi possibile risolvere l’equazione differenziale approsimata invece che l’equazione differenziale in sé. Rescrivendol’equazione precedente l. Dt(DV1/Dx - DV2/Dx)/ Dx = crDx . DV;dividendo con cr e sostituendo V1 e V2 otte-niamo (l/cr).Dt ((Q

1 - Q

2)/Dx - (Q

2 - Q

3)/Dx)

= Dx . DVAlla temperatura viene attribuita la coordi-nata m . Dx e al tempo n . Dt;adottandotuttii rimanenti fattori in un modulo M, si ha:V(m,n + 1) - V (m,n) = M / V(m-1,n) - 2V(m,n) + V (m+1,n)/con M = (l/cr . (Dx)2 ) . DtSignifica che l’aumento della temperaturadello strato dell’elemento in questione è la somma delle temperature degli elementi su entrambi i lati all’inizio dell’intervallo del tempo moltiplicata M volte, meno due volte la temperatura dell’elemento in questione. Potrebbe essere impreciso utilizzare la tem-peratura dell’inizio dell’intervallo; per verifi-care l’equazione viene usata sia la temper-atura dell’inizio dell’intervallo del tempo che la temperaturadellafinedell’intervallo:assumiamo b per la temperatura del fine

101

pro

getto

dell’intervallo e (1 - b) per la temperatura dell’inizio dell’intervallo. La relazione gener-ica èV(m,n + 1) - V(m, n)= M [b (V(m-1,n+1) - 2V(m,n+1)+V(m+1,n+1)) +(1-b)(V(m-1,n)-2V(m,n)+V(m+1,n))]

illustrazione_analogia del circuito elettricoIl concetto di resistenza termica è analogo a quello di resistenza elettrica quando si sosti-tuisce alla differenza di temperatura la dif-ferenza di potenziale e al flusso termico lacorrente elettricaRt = T1 - T2 /Ω[K/W]Infatti, l’equazione V(m,n + 1) - V(m, n)= M [b (V(m-1,n+1) - 2V(m,n+1)+V(m+1,n+1)) +(1-b)(V(m-1,n)-2V(m,n)+V(m+1,n))]può essere rescritta, sostituendo resistenza R=Dx/ l e capacità termica C= crDx:V(m,n + 1) - V(m, n)= Dt/RC(Q1-2Q2+ Q3)Per Micronal PCM 23 valeCPCM= crDxCPCM=1.20kJ/kgK.300kg/m3 . 0.015mCPCM=5.4kJ/m2K=5400J/m2K

RPCM= Dx/ lRPCM=0.015m/0.134W/mKRPCM=0.11194W/K

R R

C C C

Dx/ l Dx/ l

crDx crDx crDx

Q1 Q2 Q3

/r = 250-350 kg/m3/

PerfibremineralivaleCLdR= crDxCLdR=1.30kJ/kgK.180kg/m3 . 0.16mCLdR=37.44kJ/m2K=37440J/m2K

RLdR= Dx/ lRLdR=0.16m/0.038W/mKRLdR=4.21W/K/r = 140-220 kg/m3/

CTOT = CPCM + CLdR

CTOT=5400J/m2K+37440J/m2KCTOT=42840J/m2K

RTOT=RPCM +RLdR

RTOT = 0.11194W/K + 4.21W/KRTOT = 4.32 W/K

fattore/RTOTCTOT

t(1giorno) = 86 400sect/RTOTCTOT=86400sec/4.32W/K.42840J/m2K = 0.467

Dopo aver risolto l’equazione otteniamo un punto sulla curva dell’andamento dell’onda termica. Per poter cogliere la trasformazione all’interno dello strato del PCM occorre cal-colare la temperatura negli intervalli molto brevi,circa30 secondi;perquestomotivo ilcalcolo manuale necessario per poter cos-truire l’intera curva risulta molto lungo.Si è scelto quindi di procedere attraverso la sperimentazione sul provino del pannello contenente il PCM, che possa fornire diretta-menteidatidelflussotermico.

0.000.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00

y = -5.698 xR2 =0.947

y = -0.425 xR2 =0.32

-4.00

-2.00

-6.00

-8.00

-10.00

-12.00

-14.00

-16.00

-18.00

-20.00

flussi[W/m

q]

DTflussimetri[°C]

78 diagrammadeiflussitermicipassantiattraversoilvetroeattraversoilpannellopcm_deltatermocopie

vetropannello pcm

7.000.00

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00

y = -2.157 xR2 =0.935

y = -0.297 xR2 =-0.15

-4.00

-2.00

-6.00

-8.00

-10.00

-12.00

-14.00

-16.00

-18.00

-20.00flussi[W/m

q]

DTflussimetri[°C]

79 diagrammadeiflussitermicipassantiattraversoilvetroeattraversoilpannellopcm_deltatot

vetropannello pcm

103

pro

getto

80 flessibilitàderivantedallacombinazionedell’involucroarchitettonicoconlastrutturaportante

scenario 1 scenario 3

scenario 2

strutture temporaneeDurante le trasformazioni urbane a cui sarà sottoposto Ttukseom nei prossimi anno, gli abitanti verrano temporaneamente trasferiti nelle varie parti di città. Una parte di loro ri-torna a vivere nelle nuove strutture, mentre le personechenonpossonopermettersil’affittomaggiorato, cercheranno una sistemazione più modesta. Nel caso di Ttukseom parliamo di almeno 5000 persone che dovranno trov-are un’allogio provvisorio. Il fenomeno delle trasformazioni urbane molto vaste è più che frequente in Seoul: il volto della città cambia in continuazione, facendo crescere sempre di più la quantità dei temporaneamente sfol-lati.Per aiutare a rendere sostenibile questo tipo di metamorfosi urbana, sono state pensate le strutture temporanee che potessero ospi-taregli abitanti; la sceltaè ricaduta sul sis-

tema dell’involucro architettonico, costituito dai tre moduli abitativi introversi, progettati in modo da essere complementari tra di loro offrendo innumerevoli combinazioni, e della struttura portante realizzati a secco, I moduli sono indipendenti tra di loro e possono essere utilizzati singolarmente; la struttura portanteconsente di assemblarli in un organismo po-tenzialmentemoltovariabileeflessibile.Tutti gli impianti sono stati sistemati nei tramezzi dei moduli Per rendere le pareti per-imetrali libere per applicazione del sistema della parete attiva, introdotto in precedenza. E’ stato ipotizzato l’impiego della soluzione b della parete attiva (rotazione e traslazione su un perno laterale), in quanto la più interes-sante dal punto di vista architettonico. L’intera costruzione - struttura portante ed i pannelli che costituiscono i moduli - sono rimovibili e riutilizzabili.

81 generazione dei tre moduli abitativi

105

pro

getto

82 moduli s, m_pianta 1/200

600

600

600

900

sp

p

s

c

c

b

b

l

l

soggiorno

cucina

letto

bagno

patio

83 moduli l_pianta 1/20084 dettagliostratigrafie_involucroopaco,involucrotrasparente

elemento opaco

rivestimento

acciaio

isolanteinfibraminerale

acciaio

pcm

rivestimento

elemento trasparente

pannello di vetro prismatico_riduzione dell’irradiazione

DELTA®-COOL 28_lastre di policarbonato con pcm (sali idrati) integrato, appli-cate all’interno delle super-ficitrasparenti

900

900

107

pro

getto

p s

c

bb l

l

soggiorno

cucina

letto

bagno

patio

85 scenario 1_pieni e vuoti86 scenario 1_griglia strutturale87 scenario 1_prospetto a

300

300

600

600

88 scenario 1_modelli89 prospetto b

b

a

109

pro

getto

90 scenario 1_ambientazione nell’area del ttukseom forest

91 scenario 1_vista dal patio

111

pro

getto

92 metamorfosi dell’ambiente interno attraverso la parete attiva

113

pro

getto

testiMuncey,R.W.R.,Heat Transfer Calculations for Buildings. Applied Science Publishers Ltd., Lon-don 1979

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119

ring

razia

men

ti

Grazie a tutte le persone che mi sono state vicine nel creare questa tesi, in particolare a Danilo

Děkujimérodinězatrpělivostapodporu

Thanks to Doojing Hwang for his prescioushelp