Sistemi di ombreggiamento frangisole: un contributo efficace per la gestione degli apporti solari

21 Maggio 2024

La gestione dell’irraggiamento solare rappresenta una sfida cruciale per un’architettura sempre più orientata alla sostenibilità. I frangisole, noti anche come brise-soleil, emergono come soluzioni esteticamente valide ed ecologicamente efficienti, che contribuiscono significativamente al controllo termico degli edifici, alla riduzione del consumo energetico ed al miglioramento complessivo della qualità della vita all’interno degli spazi abitati. 

L’impiego di strutture simili ai moderni frangisole può essere rintracciato nelle civiltà antiche, quando l’esigenza di schermare gli edifici dall’eccessiva esposizione solare era già ben compresa. Le strategie adottate variavano a seconda del contesto geografico e culturale:

• Medio Oriente: Nelle aride regioni del Medio Oriente, i frangisole erano spesso costruiti con materiali locali come il legno e l’argilla. Gli antichi abitanti utilizzavano intricati reticoli di legno, noti come mashrabiya (musciarabìa in italiano, se ne ritrovano di molto interessanti nel castello arabo-normanno della Zisa, a Palermo), che non solo proteggevano dalle intense radiazioni solari, ma favorivano anche la ventilazione naturale, essenziale per il raffreddamento passivo degli interni.
• Grecia Antica: In Grecia, era comune l’uso di tendaggi e pergole che, posizionate strategicamente attorno agli edifici, filtravano la luce solare e regolavano il microclima interno. Queste soluzioni erano particolarmente popolari nei luoghi pubblici e nelle abitazioni dei ceti più abbienti, dimostrando una precoce consapevolezza dell’importanza del controllo solare nell’architettura.
• Asia Meridionale e Sud-Est Asiatico: Civiltà come quella indiana e quelle del Sud-Est Asiatico utilizzavano schermature realizzate in materiali naturali come bambù e altri legni leggeri. Queste strutture erano spesso parte integrante dell’architettura tradizionale, evidenziando un’integrazione armoniosa tra design e funzionalità ambientale.

Nel corso dei secoli, materiali e tecnologie si sono evoluti, permettendo la realizzazione di sistemi sempre più efficienti e integrati nell’estetica degli edifici. 

Nel XX secolo, l’adozione dei frangisole ha ricevuto una spinta significativa con l’opera di architetti come Le Corbusier, che li hanno trasformati in elementi distintivi del modernismo architettonico. L’evoluzione dei materiali e delle tecnologie ha permesso di realizzare frangisole sempre più efficienti e esteticamente accattivanti, che oggi rappresentano una componente fondamentale nel design degli edifici moderni.

Tipologie di Frangisole

I frangisole possono essere suddivisi in base alla loro mobilità ed orientamento:

Frangisole fissi: sono progettati per essere fissi e non richiedono meccanismi di regolazione. La loro efficacia è determinata dalla corretta angolazione e orientamento durante l’installazione, calcolati in base alla traiettoria del sole.

Frangisole mobili: dotati di meccanismi che ne permettono l’adattamento dinamico alle condizioni di irraggiamento solare. Questi possono essere manuali o automatizzati, ormai sempre più integrati con sistemi di gestione domotica per ottimizzare l’ombreggiamento e il comfort termico interno.

I frangisole possono anche essere:

Verticali: efficaci in facciate esposte a est o a ovest, i frangisole verticali impediscono l’ingresso dei raggi solari bassi del mattino e del pomeriggio, riducendo il surriscaldamento.

Orizzontali: ideali per facciate rivolte a sud (nell’emisfero boreale, a Nord in quello australe), questi frangisole bloccano il sole alto nel periodo estivo, minimizzando la penetrazione diretta dei raggi solari nei omenti più caldi della giornata e l’intensificazione del calore.

Materiali dei Frangisole

Legno: apprezzato per la sua bellezza naturale e le proprietà isolanti. I frangisole in legno sono versatili, adattabili a diversi stili architettonici e particolarmente efficaci nel fornire un’ombreggiatura calda e accogliente.

Alluminio: scelto per la sua leggerezza, resistenza alla corrosione e minima manutenzione. L’alluminio permette realizzazioni di grande precisione e design moderno.

Cotto: tradizionalmente usato per le sue qualità di durabilità e resistenza agli agenti atmosferici, il cotto aggiunge un tocco estetico distintivo e fornisce un efficace blocco del calore solare.

Integrazione dei Frangisole con l’Illuminazione a LED

I frangisole, specialmente quelli automatizzati, possono essere sincronizzati con sistemi di illuminazione a LED per creare un ambiente interno il cui bilancio luminoso e termico è costantemente ottimizzato. Durante il giorno, i frangisole regolano l’ingresso della luce naturale, riducendo la necessità di illuminazione artificiale. Quando la luce naturale non è sufficiente, l’illuminazione a LED si attiva automaticamente, garantendo un livello ottimale di luminosità senza sprechi energetici.

Oltre a garantire un’illuminazione adeguata, l’uso combinato di frangisole e LED può migliorare il comfort visivo, riducendo l’abbagliamento e distribuendo uniformemente la luce sia naturale che artificiale. Questo aspetto è particolarmente importante in ambienti di lavoro o di studio, dove un’illuminazione inadeguata può causare affaticamento visivo e calo della produttività; alcuni sistemi LED moderni permettono infatti la regolazione della temperatura di colore, che può essere sincronizzata con il ciclo naturale della luce solare per sostenere i ritmi circadiani e migliorare il benessere generale degli occupanti.

Benefici Generali dei Frangisole

Non più semplici schermature solari, i frangisole moderni sono diventati componenti attive nella gestione energetica degli edifici, contribuendo a ridurre i consumi, migliorare il comfort termico e luminoso, e valorizzare l’estetica delle costruzioni. 

L’integrazione con tecnologie avanzate, come l’illuminazione a LED e la domotica, ha ulteriormente ampliato le potenzialità dei frangisole, aprendo la strada a edifici intelligenti in grado di adattarsi dinamicamente alle condizioni ambientali. La ricerca costante di nuovi materiali e soluzioni progettuali promette di rendere i frangisole sempre più efficienti, versatili e personalizzabili, rispondendo alle esigenze specifiche di molteplici contesti climatici ed architettonici.

 La loro capacità di regolare l’ingresso della luce solare, delle correnti d’aria e di ridurre il carico di calore ha dimostrato di essere fondamentale nel limitare l’uso della climatizzazione artificiale, con conseguente riduzione dei costi energetici e dell’impatto ambientale. 

L’ulteriore ricerca e sviluppo di materiali avanzati, come leghe metalliche leggere e resistenti, materiali compositi ad alte prestazioni, tessuti tecnici innovativi e soluzioni biodegradabili, insieme a design ottimizzati grazie all’utilizzo di software di simulazione e modellazione 3D, promettono di elevare il ruolo dei frangisole da semplici aggiunte funzionali a componenti centrali di una strategia globale per edifici sempre più sostenibili.

Bibliografia

1. Rana, Md. Jewel, Hasan, Md. Rakibul, Sobuz, Md. Habibur (2021). “An investigation on the impact of shading devices on energy consumption of commercial buildings in the contexts of subtropical climate”. Journal of Engineering, Design and Technology, Vol. 11, doi: 10.1108/SASBE-09-2020-0131.
2. Lau, Allen Khin Kiet, Salleh, Elias, Lim, Chin Haw, Sulaiman, Mohamad Yusof (2016). “Potential of Shading Devices and Glazing Configurations on Cooling Energy Savings for High-rise Office Buildings in Hot-humid Climates: The Case of Malaysia”. Journal of Building Performance, May 2016.
3. Rana, Md. Jewel, Hasan, Md. Rakibul, Rahman, Md. Habibur, Tam, Vivian W.Y. (2020). “Impact assessment of window to wall ratio on energy consumption of an office building of subtropical monsoon climatic country Bangladesh”. Journal of Building and Environment, August 2020.
4. Tong, Shanshan, Wong, Nyuk Hien, Tan, Erna, Jusuf, Steve Kardinal (2019). “Experimental study on the impact of facade design on indoor thermal environment in tropical residential buildings”. Building and Environment, September 2019.
5. Hammad, Fawwaz, Abu-Hijleh, Bassam (2010). “The energy savings potential of using dynamic external louvers in an office building”. Energy and Buildings, October 2010.

Sitografia

1. https://www.infobuild.it/approfondimenti/frangisole-protezione-funzionalita-e-design/
2. https://www.archdaily.com/954288/traditional-solutions-modern-projects-wooden-screens-for-sun-protection-and-ventilation

Autore Alberto Forte