Fisica tecnica ambientale/Climatologia edilizia

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Il clima[modifica]

Il clima può assumere tre differenti nomi a seconda della dimensione dell'area che interessa:

  • macroclima: interessa una regione geografica estesa; i dati climatici sono relativi a valori di insolazione, temperatura, nuvolosità, precipitazioni, umidità su un vasto territorio.
  • mesoclima: interessa una zona geografica limitata; i dati climatici sono influenzati dalla geomorfologia, dalla topografia e dalla vegetazione del luogo.
  • microclima: è il clima a livello locale; i dati climatici risentono dell'azione antropica.

In ordine di importanza, i principali dati climatici considerati nella climatologia edilizia sono:

  • radiazione solare
  • temperatura
  • vento
  • umidità relativa

Radiazione solare[modifica]

Il sole, che può essere considerato come un corpo nero alla temperatura superficiale apparente di circa 5800 K, emette nello spazio circostante, nell'intervallo di lunghezze d'onda compreso tra 0,2 e 3 μm (spettro solare), una quantità di energia raggiante pari a 3,88·1026 W.
Alla distanza media tra Sole e Terra l'irradianza solare extratmosferica (costante solare) è pari a 1353 W/m2.

Nell'attraversare l'atmosfera terrestre, la radiazione solare viene in parte riflessa, in parte assorbita (da vapore acqueo, ozono e anidride carbonica) e in parte diffusa dalle molecole gassose che costituiscono l'aria e dal materiale particolato sospeso (polveri, gocce).

In generale, la radiazione solare incidente su una superficie è costituita da:

  • radiazione diretta
  • radiazione diffusa (con cielo coperto è non c'è radiazione diretta, ma solo diffusa dall'atmosfera)
  • radiazione riflessa dal terreno (albedo; è maggiore nelle superfici chiare e minore in quelle scure)
Posizione del Sole nella volta celeste
  • La volta celeste è rappresentata come una superficie sferica con al centro l'osservatore.
  • La Terra è rappresentata come un punto coincidente con l'osservatore.
  • Il piano orizzontale passante per l'osservatore è denominato piano dell'orizzonte.
  • La retta verticale passante per l'osservatore interseca in alto la volta celeste nel punto denominato zenit (Z).
  • Il Sole è rappresentato con un punto S che si muove sulla volta celeste percorrendo orbite giornaliere (ellittiche) appartenenti a piani fra loro paralleli: il piano passante per l'osservatore è detto equatore.
  • La retta passante per l'osservatore e perpendicolare al piano dell'equatore interseca in alto la volta celeste nel punto denominato Polo Nord (PN).
  • I piani passanti per la retta osservatore - PN sono detti piani meridiani.
  • La proiezione della retta osservatore - PN sul piano dell'orizzonte interseca la volta celeste nei punti denominati Nord (N) e Sud (S).
  • La retta sul piano dell'orizzonte ortogonale all'asse N-S interseca la volta celeste in due punti denominati Est (E) e Ovest (O).

I fattori che influenzano la radiazione solare sono:

  • posizione relativa del sole rispetto alla superficie
    • declinazione solare
    • ora del giorno
    • latitudine/longitudine del luogo
    • orientamento della superficie
  • stato fisico degli strati atmosferici
    • presenza di formazioni nuvolose
    • contenuto di umidità, polveri, CO2, eccetera...

Al variare dell'ora del giorno, cambia la posizione del Sole rispetto alla Terra e cambia quindi lo spessore dello strato di atmosfera attraversato dai raggi solari prima di giungere sulla superficie terrestre: quanto maggiore è lo strato attraversato, tanto minore sarà il contenuto energetico della radiazione incidente a causa del maggiore assorbimento e della maggiore diffusione della radiazione.

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