Il cambiamento climatico sta causando problemi alle città, soprattutto in estate. l’”isola di calore” è diventata un argomento onnipresente. Tuttavia, chi progetta quartieri più grandi può evitare l’accumulo di calore. I fattori decisivi sono l’impostazione degli edifici in linea con l’ambiente circostante, la scelta dei materiali per le facciate e le aree esterne, gli spazi verdi e l’ombreggiatura intelligente. Gli effetti di questi fattori dovrebbero essere presi in considerazione già in fase di progettazione. Per questo, però, gli architetti dovrebbero consultare dei modelli computerizzati in grado di calcolare l’impatto dei fattori decisivi per un luogo specifico. Il problema dei modelli esistenti è che il calcolo richiede tempo e denaro. Per questo motivo, di solito non vengono utilizzati in una fase iniziale. L’Università di Scienze Applicate e Arti di Lucerna (HSLU) ha ora sviluppato un nuovo modello interattivo di clima di quartiere (QKM), che si limita alle informazioni specifiche di una fase e fornisce risultati in pochi secondi. Il progetto è stato finanziato dalla Fondazione Infinite Elements e dall’HSLU.
Lecose devono muoversi velocemente nella fase di pianificazione
Per i progetti di costruzione su larga scala, gli studi di architettura di solito si candidano con un’elaborata procedura di concorso, sotto un’elevata pressione temporale. “Devono considerare una moltitudine di requisiti nella loro progettazione, uno dei quali è il microclima”, spiega l’esperto di simulazione Prof. Markus Koschenz dell’Università di Scienze Applicate e Arti di Lucerna. Costi elevati e tempi di attesa di due giorni sarebbero fuori questione per gli architetti in questa fase di lavoro creativo. Ma questo è esattamente ciò che avrebbero dovuto accettare finora se avessero voluto includere i calcoli complessi. Quindi, cosa succede se si vince un progetto di concorso e solo in seguito ci si rende conto che la collocazione dell’edificio è stata scelta in modo infelice? Dopo tutto, la giuria ha deciso a favore della soluzione proposta; non sono più previsti aggiustamenti fondamentali nella fase successiva alla decisione della giuria – anche se il successivo calcolo del microclima lo suggerirebbe. In breve, il dilemma non può essere risolto in questo modo. Le temperature estive più calde stanno già causando problemi alle persone oggi. Nei prossimi anni e decenni, il riscaldamento aumenterà, il che può essere pericoloso per la vita, soprattutto per le persone anziane. E gli edifici che si stanno progettando ora saranno ancora in piedi tra cinquant’anni. Ignorare tutto questo nel processo di pianificazione sembra una negligenza.
Risultati in pochi secondi
“Quello che serve è uno strumento per calcolare il microclima che sia più economico e, soprattutto, in grado di fornire risultati molto rapidamente”, dice Koschenz. Il suo team principale, composto da Andrii Zakovorotnyi, Reto Marek e uno specialista Revit esterno, ha sviluppato questo strumento presso l’Università di Scienze Applicate e Arti di Lucerna. Spiega: “I metodi esistenti utilizzano strumenti di fluidodinamica computazionale (CFD) generalmente applicabili. Questi strumenti possono essere utilizzati dagli specialisti per sviluppare macchine, studiare i flussi sugli aerei o determinare il microclima nei quartieri. Sono potenti, ma di conseguenza anche complessi. Il nostro modello si concentra sull’aspetto del clima del quartiere e lavoriamo con algoritmi che calcolano rapidamente”, dice Koschenz, spiegando la sorprendente differenza nella velocità di calcolo. Ci vogliono pochi secondi o al massimo qualche minuto per calcolare gli effetti di un cambiamento. Lo strumento può essere utilizzato dagli stessi pianificatori fin dalla prima fase del processo di pianificazione. Con poco sforzo, ad esempio, si possono confrontare due varianti di design delle facciate o la piantumazione di alberi in un cortile interno. E questo non solo per un giorno d’estate, ma per un intero periodo estivo.
Verifica del modello con le misurazioni
Le informazioni sugli edifici pianificati, la loro posizione, i materiali utilizzati o il tipo e la posizione degli spazi verdi e degli alberi si ottengono dalla modellazione climatica interattiva del quartiere dallo strumento di pianificazione Revit, già utilizzato negli uffici di architettura e pianificazione del paesaggio. Da qui, il modello fisico calcola l’effetto della radiazione, dell’ombra, delle proprietà di accumulo di calore dei materiali, del flusso d’aria, della vegetazione e dell’ora del giorno sul clima del quartiere. Immagini con scale di colori mostrano i risultati in modo intuitivo.
Il team di Koschenz ha dimostrato che il modello funziona correttamente con le misurazioni effettuate nel quartiere Suurstoffi di Rotkreuz e ha anche confrontato i risultati con quelli del software commerciale esistente. Koschenz è estremamente soddisfatto dei risultati: “Possiamo dire che l’accordo sia con le misurazioni che con i risultati di altri software era elevato. Ciò significa che il nostro strumento è molto più veloce con la stessa precisione”.
