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«L’architettura è l’adattarsi delle forme a forze contrarie»
John Ruskin
«Gli ingegneri amano risolvere i problemi. Se non hanno problemi a portata di mano li creano subito»
Scott Adams
SOLAR SHADING
• FLEXIBILITY• SHIELD THE SUN, NOT THE VIEW• DAYLIGHTING • REFLECTION OF LIGHT• REDUCE SUMMER SOLAR BENEFITS• MAXIMIZE WINTER SOLAR BENEFITS• ARCHITECTURAL BEAUTY
FIELDS OF STUDY• Energy evaluation
• Mechanical movement
• Blade shape
• Blade material
• Building connection
ENERGY EVALUATION3 CASE OF STUDY 3 DIFFERENT LATITUDE: MILANO,ROMA,MESSINA.1) MILANO Caso apertura vetrata esposizione sud senza sistema di lamelle mobiliMese Giorni Fhor Fov Ffin Fsh,ob,S fsh,with ggl ggl+sh Fsh,gl 1-FF Aw,p Asol,s Isol,s Qs Qs
- - - - - - - - - - - m² m² MJ/m² MJ kWhGennaio 31 1 1 1 1 0,81 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,77 6 142,7 39,6Febbraio 28 1 1 1 1 0,82 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,76 8,7 184,3 51,2Marzo 31 1 1 1 1 0,81 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,77 11,2 266,3 74,0Aprile 30 1 1 1 1 0,74 0,68 0,24 0,52 0,8 3 0,84 10,9 274,9 76,4
Maggio 31 1 1 1 1 0,62 0,68 0,24 0,60 0,8 3 0,97 10 299,8 83,3Giugno 30 1 1 1 1 0,56 0,68 0,24 0,64 0,8 3 1,03 9,8 302,9 84,1Luglio 31 1 1 1 1 0,62 0,68 0,24 0,60 0,8 3 0,97 10,8 323,8 89,9Agosto 31 1 1 1 1 0,76 0,68 0,24 0,51 0,8 3 0,82 11,3 287,1 79,8
Settembre 30 1 1 1 1 0,82 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,76 11,8 267,8 74,4Ottobre 31 1 1 1 1 0,86 0,68 0,24 0,44 0,8 3 0,71 10,3 228,1 63,4
Novembre 30 1 1 1 1 0,84 0,68 0,24 0,45 0,8 3 0,74 6,7 147,8 41,1Dicembre 31 1 1 1 1 0,86 0,68 0,24 0,44 0,8 3 0,71 5,4 119,6 33,2
Caso apertura vetrata esposizione sud con sistema di lamelle mobiliMese Giorni Fhor Fov Ffin Fsh,ob,S fsh,with ggl ggl+sh Fsh,gl 1-FF Aw,p Asol,s Isol,s Qs Qs
- - - - - - - - - - - m² m² MJ/m² MJ kWhGennaio 31 1 1 1 1 0,81 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,77 6 142,7 39,6Febbraio 28 1 1 1 1 0,82 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,76 8,7 184,3 51,2Marzo 31 1 1 1 1 0,81 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,77 11,2 266,3 74,0Aprile 30 1 1 1 1 0,74 0,68 0,24 0,52 0,8 3 0,84 10,9 274,9 76,4
Maggio 31 1 0,55 1 0,55 0,62 0,68 0,24 0,60 0,8 3 0,97 10 164,9 45,8Giugno 30 1 0,56 1 0,56 0,56 0,68 0,24 0,64 0,8 3 1,03 9,8 169,6 47,1Luglio 31 1 0,53 1 0,53 0,62 0,68 0,24 0,60 0,8 3 0,97 10,8 171,6 47,7Agosto 31 1 0,56 1 0,56 0,76 0,68 0,24 0,51 0,8 3 0,82 11,3 160,8 44,7
Settembre 30 1 0,65 1 0,65 0,82 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,76 11,8 174,1 48,4Ottobre 31 1 1 1 1 0,86 0,68 0,24 0,44 0,8 3 0,71 10,3 228,1 63,4
Novembre 30 1 1 1 1 0,84 0,68 0,24 0,45 0,8 3 0,74 6,7 147,8 41,1Dicembre 31 1 1 1 1 0,86 0,68 0,24 0,44 0,8 3 0,71 5,4 119,6 33,2
MILANO
Genna
io
Febb
raio
Marzo
Aprile
Maggi
o
Giugn
o
Lugl
io
Agost
o
Sette
mbr
e
Ottobr
e
Novem
bre
Dicem
bre
-100.0
-80.0
-60.0
-40.0
-20.0
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
Confronto Apporti Solari
Qs caso1Qs caso2
Mesi
kW
hApporti invernali caso 1 309,0 kWh
Apporti invernali caso 2 309,0 kWh
Apporti estivi caso 1 -411,5 kWh
Apporti estivi caso 2 -233,6 kWh
kWh guadagnati periodo estivo -177,9 kWh
kWh energia primaria -148,3 kWh
Costo energia primaria 0,11 €/kWh
Risparmio stagione estiva 16,3 €
Località Milano
Latitudine 45° 27'
Longitudine 9° 11'
Esposizione Sud
Caso apertura vetrata esposizione sud senza sistema di lamelle mobiliMese Giorni Fhor Fov Ffin Fsh,ob,S fsh,with ggl ggl+sh Fsh,gl 1-FF Aw,p Asol,s Isol,s Qs Qs
- - - - - - - - - - - m² m² MJ/m² MJ kWhGennaio 31 1 1 1 1 0,81 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,77 10,6 252,1 70,0Febbraio 28 1 1 1 1 0,82 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,76 11,9 252,1 70,0Marzo 31 1 1 1 1 0,81 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,77 12,6 299,6 83,2Aprile 30 1 1 1 1 0,74 0,68 0,24 0,52 0,8 3 0,84 11,6 292,6 81,3
Maggio 31 1 1 1 1 0,62 0,68 0,24 0,60 0,8 3 0,97 10,6 317,8 88,3Giugno 30 1 1 1 1 0,56 0,68 0,24 0,64 0,8 3 1,03 9,9 306,0 85,0Luglio 31 1 1 1 1 0,62 0,68 0,24 0,60 0,8 3 0,97 10,8 323,8 89,9Agosto 31 1 1 1 1 0,76 0,68 0,24 0,51 0,8 3 0,82 12,4 315,1 87,5
Settembre 30 1 1 1 1 0,82 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,76 14,2 322,3 89,5Ottobre 31 1 1 1 1 0,86 0,68 0,24 0,44 0,8 3 0,71 15,1 334,4 92,9
Novembre 30 1 1 1 1 0,84 0,68 0,24 0,45 0,8 3 0,74 11,8 260,4 72,3Dicembre 31 1 1 1 1 0,86 0,68 0,24 0,44 0,8 3 0,71 9,3 206,0 57,2
Caso apertura vetrata esposizione sud con sistema di lamelle mobiliMese Giorni Fhor Fov Ffin Fsh,ob,S fsh,with ggl ggl+sh Fsh,gl 1-FF Aw,p Asol,s Isol,s Qs Qs
- - - - - - - - - - - m² m² MJ/m² MJ kWhGennaio 31 1 1 1 1 0,81 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,77 10,6 252,1 70,0Febbraio 28 1 1 1 1 0,82 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,76 11,9 252,1 70,0Marzo 31 1 1 1 1 0,81 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,77 12,6 299,6 83,2Aprile 30 1 1 1 1 0,74 0,68 0,24 0,52 0,8 3 0,84 11,6 292,6 81,3
Maggio 31 1 0,54 1 0,54 0,62 0,68 0,24 0,60 0,8 3 0,97 10,6 171,6 47,7Giugno 30 1 0,56 1 0,56 0,56 0,68 0,24 0,64 0,8 3 1,03 9,9 171,4 47,6Luglio 31 1 0,53 1 0,53 0,62 0,68 0,24 0,60 0,8 3 0,97 10,8 171,6 47,7Agosto 31 1 0,51 1 0,51 0,76 0,68 0,24 0,51 0,8 3 0,82 12,4 160,7 44,6
Settembre 30 1 0,62 1 0,62 0,82 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,76 14,2 199,8 55,5Ottobre 31 1 1 1 1 0,86 0,68 0,24 0,44 0,8 3 0,71 15,1 334,4 92,9
Novembre 30 1 1 1 1 0,84 0,68 0,24 0,45 0,8 3 0,74 11,8 260,4 72,3Dicembre 31 1 1 1 1 0,86 0,68 0,24 0,44 0,8 3 0,71 9,3 206,0 57,2
ENERGY EVALUATION3 CASE OF STUDY 3 DIFFERENT LATITUDE: MILANO,ROMA,MESSINA.2) ROMA
ROMA
Genna
io
Febb
raio
Marzo
Aprile
Maggi
o
Giugn
o
Lugl
io
Agost
o
Sette
mbr
e
Ottobr
e
Novem
bre
Dicem
bre
-100.0
-75.0
-50.0
-25.0
0.0
25.0
50.0
75.0
100.0
125.0
Confronto Apporti Solari
Qs caso1Qs caso2
Mesi
kW
hApporti invernali caso 1 439,9 kWh
Apporti invernali caso 2 439,9 kWh
Apporti estivi caso 1 -440,3 kWh
Apporti estivi caso 2 -243,1 kWh
kWh guadagnati periodo estivo -197,2 kWh
kWh energia primaria -164,3 kWh
Costo energia primaria 0,11 €/kWh
Risparmio stagione estiva 18,1 €
Località Roma
Latitudine 41°53'
Longitudine 12°28'
Esposizione Sud
Caso apertura vetrata esposizione sud senza sistema di lamelle mobiliMese Giorni Fhor Fov Ffin Fsh,ob,S fsh,with ggl ggl+sh Fsh,gl 1-FF Aw,p Asol,s Isol,s Qs Qs
- - - - - - - - - - - m² m² MJ/m² MJ kWhGennaio 31 1 1 1 1 0,81 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,77 10,8 256,8 71,3Febbraio 28 1 1 1 1 0,82 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,76 12,9 273,3 75,9Marzo 31 1 1 1 1 0,81 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,77 12,9 306,8 85,2Aprile 30 1 1 1 1 0,74 0,68 0,24 0,52 0,8 3 0,84 11,5 290,1 80,6
Maggio 31 1 1 1 1 0,62 0,68 0,24 0,60 0,8 3 0,97 9,9 296,8 82,4Giugno 30 1 1 1 1 0,56 0,68 0,24 0,64 0,8 3 1,03 9,2 284,4 79,0Luglio 31 1 1 1 1 0,62 0,68 0,24 0,60 0,8 3 0,97 9,7 290,8 80,8Agosto 31 1 1 1 1 0,76 0,68 0,24 0,51 0,8 3 0,82 11,8 299,9 83,3
Settembre 30 1 1 1 1 0,82 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,76 14 317,7 88,3Ottobre 31 1 1 1 1 0,86 0,68 0,24 0,44 0,8 3 0,71 14,2 314,5 87,4
Novembre 30 1 1 1 1 0,84 0,68 0,24 0,45 0,8 3 0,74 13,2 291,3 80,9Dicembre 31 1 1 1 1 0,86 0,68 0,24 0,44 0,8 3 0,71 10,3 228,1 63,4
Caso apertura vetrata esposizione sud con sistema di lamelle mobiliMese Giorni Fhor Fov Ffin Fsh,ob,S fsh,with ggl ggl+sh Fsh,gl 1-FF Aw,p Asol,s Isol,s Qs Qs
- - - - - - - - - - - m² m² MJ/m² MJ kWhGennaio 31 1 1 1 1 0,81 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,77 10,8 256,8 71,3Febbraio 28 1 1 1 1 0,82 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,76 12,9 273,3 75,9Marzo 31 1 1 1 1 0,81 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,77 12,9 306,8 85,2Aprile 30 1 1 1 1 0,74 0,68 0,24 0,52 0,8 3 0,84 11,5 290,1 80,6
Maggio 31 1 0,53 1 0,53 0,62 0,68 0,24 0,60 0,8 3 0,97 9,9 157,3 43,7Giugno 30 1 0,55 1 0,55 0,56 0,68 0,24 0,64 0,8 3 1,03 9,2 156,4 43,4Luglio 31 1 0,53 1 0,53 0,62 0,68 0,24 0,60 0,8 3 0,97 9,7 154,1 42,8Agosto 31 1 0,49 1 0,49 0,76 0,68 0,24 0,51 0,8 3 0,82 11,8 146,9 40,8
Settembre 30 1 0,59 1 0,59 0,82 0,68 0,24 0,47 0,8 3 0,76 14 187,5 52,1Ottobre 31 1 1 1 1 0,86 0,68 0,24 0,44 0,8 3 0,71 14,2 314,5 87,4
Novembre 30 1 1 1 1 0,84 0,68 0,24 0,45 0,8 3 0,74 13,2 291,3 80,9Dicembre 31 1 1 1 1 0,86 0,68 0,24 0,44 0,8 3 0,71 10,3 228,1 63,4
ENERGY EVALUATION3 CASE OF STUDY 3 DIFFERENT LATITUDE: MILANO,ROMA,MESSINA.3) MESSINA
MESSINA
Genna
io
Febb
raio
Marzo
Aprile
Maggi
o
Giugn
o
Lugl
io
Agost
o
Sette
mbr
e
Ottobr
e
Novem
bre
Dicem
bre
-100.0
-75.0
-50.0
-25.0
0.0
25.0
50.0
75.0
100.0
Confronto Apporti Solari
Qs caso1Qs caso2
Mesi
kW
hApporti invernali caso 1 460,7 kWh
Apporti invernali caso 2 460,7 kWh
Apporti estivi caso 1 -413,8 kWh
Apporti estivi caso 2 -222,8 kWh
kWh guadagnati periodo estivo -190,9 kWh
kWh energia primaria -159,1 kWh
Costo energia primaria 0,11 €/kWh
Risparmio stagione estiva 17,5 €
Località Messina
Latitudine 38°11'
Longitudine 15°32'
Esposizione Sud
MECHANICAL MOVEMENT
Degrees of freedom:
1) Rotation of the blade around axis 1
2) Rotation of the system around axis 2
1
2
- Azionamenti di precisione controllati da computer senza sensori di velocità o posizione
- Robustezza meccanica ed elettrica elevate
- Facilità di movimentazione in entrambi i sensi
- Velocità di rotazione anche molto basse
- Bassa inerzia
- Stabilità in posizione di blocco
- No necessità taratura
VS
- Necessità circuito elettrico per il pilotaggio
- Piccola produzione di vibrazioni
- Produzione di calore dopo uso prolungato
ALBERO
- Semplicità di trasmissione del moto
- Possibilità di trasmissione di potenze elevate
- Possibilità di regolazione del moto
- Rumorosità
- Necessità di lubrificazione
- Soggetti a usura
VS
Solution: torsional mechanism
ESTREMO BLOCCATO
ESTREMO IN ROTAZIONE
ALBERO DI TRASMISSIONE FLESSIBILE
MATERIALS
com
mon
stee
l
stai
nles
s st
eel
rolle
d st
eel
alum
inum
lam
inat
e
cast
alu
min
um
0
2
4
6
8
Specific Gravity (Kg/m^3)
PTFE PVC PVC-C PP ABS PE HDPE PVDF PA 6 PA 11 PET0
0.5
1
1.5
2
2.5
Specific Gravity
• Plastics• Metal alloys
• PLASTICS
1 2 3 4 51.35000
1.40000
1.45000
1.50000
1.55000
1.60000
Refractive Index
Refractive Index
1 2 3 4 50
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
Reflectance
Reflectance
• ALUMINIUM
1 2 3 4 50.88
0.89
0.9
0.91
0.92
0.93
0.94
0.95
0.96
Reflectance
Reflectance
1 2 3 4 50.00000
0.20000
0.40000
0.60000
0.80000
1.00000
1.20000
1.40000
1.60000
1.80000
Refractive index
Refractive index
Coatings Reflectance Solar Reflex Index Thermal emissivity>90% 102% 91%