Perforazione al 20% e tessitura ispirata ai diagrammi di Voronoi: è la combinazione che ha fornito il miglior bilancio termico complessivo nel confronto tra facciate a schermatura esterna applicate a un edificio educativo in clima mediterraneo. La ricerca, firmata da Mana Dastoum, Yasmine Mahmoud Saad Abdelhamid, Esraa Elareef, Carmen Sánchez-Guevara, Beatriz Arranz e Reza Askarizad, è stata pubblicata su CivilEng (Vol. 7, Pages 26, doi: 10.3390/civileng7020026).
L’impiego di facciate a tessitura e a motivo geometrico è in crescita nell’architettura contemporanea, ma la quantificazione del loro comportamento termico è rimasta indietro. La letteratura disponibile tende a privilegiare la resa daylighting o gli esiti estetici del disegno, mentre l’effetto energetico resta poco definito proprio negli edifici in cui la domanda di raffrescamento pesa di più, come le scuole nei climi mediterranei. La ricerca affronta questo ambito con una valutazione comparativa centrata sul raffrescamento e con una procedura esplicita di scelta tra varianti.
Tre logiche di tessitura generate in forma parametrica
Al confronto sono state sottoposte tre famiglie di pattern con genealogie diverse: una tessitura di ispirazione naturale costruita sui diagrammi di Voronoi, una geometria di matrice islamica e un pattern ricavato dalle pieghe dell’origami. Ogni tipologia è stata generata parametricamente e applicata come schermatura esterna a un edificio scolastico, variando il rapporto di perforazione. Il disegno dell’indagine vuole isolare l’influenza di due parametri tra loro indipendenti: la morfologia del pannello e la quota di superficie aperta, che insieme governano il comportamento termico dell’inviluppo.
Simulazioni annuali e quattro indicatori
Il quadro prestazionale di ciascuna variante deriva da simulazioni termiche annuali condotte con Climate Studio. Quattro grandezze descrivono il comportamento dell’inviluppo: il guadagno di calore solare, l’intensità d’uso dell’energia, il numero di ore di surriscaldamento, ottenuto a partire dalla temperatura operativa, e il picco della domanda di raffrescamento. L’insieme copre il bilancio energetico complessivo e il regime estivo degli ambienti interni, così da non ridurre il giudizio a un indicatore unico.
Compromise Programming a valle delle simulazioni
La scelta della configurazione migliore non affida il verdetto a un algoritmo evolutivo né a indici di comfort di natura soggettiva. Gli autori adottano una procedura di supporto alle decisioni basata sui dati, la Compromise Programming, applicata a valle delle simulazioni per valutare e ordinare le alternative discrete di facciata in base a più criteri termici. Il metodo è trasparente nel criterio di classifica e contenuto sul piano computazionale: caratteristiche coerenti con l’attività preliminare di progetto, in cui il progettista confronta un numero chiuso di varianti geometriche e deve poter motivare la preferenza con argomenti verificabili.
Risultati: perforazione al 20% e Voronoi in testa
Il segno complessivo è univoco. Ogni facciata tessellata riduce il guadagno di calore solare e il picco di raffrescamento rispetto al caso di riferimento privo di schermatura. La misura del beneficio dipende però dall’interazione tra geometria e rapporto di perforazione: le configurazioni più chiuse, con perforazione al 20%, ottengono costantemente prestazioni superiori alle varianti più aperte. Sul piano morfologico, la tessitura Voronoi consegue l’equilibrio termico più stabile su tutti i criteri valutati e chiude la classifica al primo posto.
La parte più ripetibile del lavoro riguarda il metodo: generazione parametrica delle geometrie, simulazione termica annuale e ordinamento multiobiettivo esplicito delle alternative. Un flusso di questo tipo si inserisce nelle decisioni preliminari, quando la definizione dell’inviluppo condiziona la domanda di raffrescamento dell’edificio, e si adatta a climi mediterranei e affini, dove la schermatura solare esterna incide in modo diretto sull’efficienza energetica dell’edilizia scolastica.
