Luce naturale e daylighting assessment. Nuovo protocollo per la valutazione degli spazi confinati

The multiple ways by which natural light can be enhanced and used to define room can be improved by the conscious use of daylight for closed spaces, involving several disciplines, that redefine the role of natural light as a matter of fact, space and representation. The role that natural light plays in this regard, it is useful to define shape, construction and architectural perception of space, by giving sunlight a primary role, and releasing from historical position of a alternative, that light has played for centuries. The doctoral thesis itself aims at investigating how to control and ensure daylighting penetration for large inner spaces, in order to improve environmental sustainability, to maximize visual comfort, to ensure healthier buildings and more comfortable spaces. The final purpose is to mark out a standard operating protocol to manage daylit rooms, an operating procedure in case of existing buildings, in order to get the best results from solar gain, in terms of visual comfort, to promote a building whose interactive systems are energy efficient and easy to operate, in such a way that electricity and heat are used to a minimum. The starting point is the analysis of the actual daylighting evaluation and its simplistic approach, because of snap-shot or single-point-in-time method that do not consider direct radiation from the sun. A new framework - thanks to dynamic metrics, the so called CBDM and thanks to the cooperation of new metrics-, is properly define and later tested to prove a wider adoption of up advanced daylighting design analysis techniques. in order to measure and assess daylighting performance for specific needs, to grant users visual comfort and to provide energy efficiency.

Gli inediti modi con cui la luce può essere esaltata e impiegata per la definizione dello spazio sono resi possibili da un consapevole uso della luce naturale nell’ambiente confinato, grazie alle molteplici discipline che ne ridefiniscono il ruolo nei confronti della materia, dello spazio costruito e della rappresentazione. La tesi si pone in questo ricco contesto e mira a definire un nuovo approccio dinamico per l’analisi della qualità e della quantità luminosa di un ambiente confinato. In particolare, si vuole qui definire un innovativo iter di analisi che integri la progettazione con la valutazione e la successiva gestione della quantità di luce naturale in ingresso, tramite il superamento dei tradizionali calcoli statici relativi al daylight factor e per mezzo dell’integrazione del metodo di calcolo dinamico su base climatica - CBDM. Lo scopo della ricerca è quindi promuovere uno strumento di tipo operativo, attraverso la creazione di un framework di analisi di alcuni spazi confinati e illuminati naturalmente, attraverso l’elaborazione di un procedura che integri tutti gli aspetti concernenti la luce del sole, dall’illuminamento al controllo dell’abbagliamento, da applicare nella fase iniziale del processo di progettazione e nelle fasi di retrofit. La dissertazione si apre con un’istruttoria relativa alle esperienze architettoniche, storiche e contemporanee, che si sono avvalse del contributo della luce naturale come materiale da costruzione e mezzo per la percezione dello spazio. Si esaminano dunque le soluzioni tecnologiche a cui è possibile ricorrere per attuare strategie di daylighting, analizzando la questione dicotomica del rapporto tra penetrazione solare e sistemi di schermatura, per giungere alla trattazione dei metodi oggi in uso per il calcolo della luce naturale, in accordo con l’approccio statico, di cui si evidenziano carenze e limitazioni. La parte conclusiva della tesi delinea una nuova prassi per l’ottimizzazione della procedura di daylighting assessment, tramite la sistematizzazione di un protocollo integrato per la valutazione dinamica della luce naturale negli spazi confinati, secondo un procedimento che coinvolga aspetti quantitativi e qualitativi. La messa a punto e la relativa validazione del protocollo permettono di definire un quadro esaustivo delle condizioni luminose, energetiche e ambientali, offrendo gli strumenti necessari per apportare modifiche puntuali e soluzioni mirate per i differenti sistemi tecnologici.