Pulizia Canna Fumaria

Una canna fumaria è un elemento costruttivo utile per convogliare all’esterno i fumi della combustione di biomassa. Un tempo realizzata in pietra e malta, è oggi realizzata con i materiali più disparati (acciaio inox, mattoni refrattari, ecc) che devono però avere alcune caratteristiche: resistenza alle elevate temperature e buona capacità dilatatoria in presenza di calore. Esistono diversi tipi di canna fumaria (singola o collettiva con sezioni di forme diverse) e, da un punto di vista normativo, quella che generalmente è chiamata ‘canna fumaria’ viene suddivisa in tre componenti:

  1. un “canale da fumo”, la tubazione visibile che collega l’origine del calore (stufa, caldaia, boiler) alla canna fumaria verticale e murata;
  2. la canna fumaria, la parte murata, verticale e non visibile che conduce all’esterno i fumi;
  3. il comignolo, l’estremità esterna rivolta al cielo che, per legge, sporge di almeno 1 metro rispetto al tetto.

    Canna fumaria e camino: principale differenza.

    canna-fumariaLe canne fumarie vengono spesso identificate con i camini ma questo rappresenta un grossolano errore. Esse infatti sono condotti ideati in modo tale da poter convogliare all’esterno i fumi di più sistemi di riscaldamento, come le caldaie, i boiler e le stufe, anche appartenenti ad abitazioni distinte. Il camino si differenzia in quanto è specifico per un solo generatore di calore: non a caso, soprattutto in abitazioni di vecchia costruzione, è possibile osservare tetti con numerosi comignoli, uno per ogni sistema di riscaldamento.

    Funzionamento della canna fumaria.

    Il meccanismo con cui la canna fumaria può espletare al meglio la sua funzione è il cosiddetto tiraggio, ossia un processo di aspirazione del calore. Ci sono diversi parametri da tenere in considerazione se si vuole ottenere un tiraggio ottimale o se lo si vuole modificare secondo le proprie esigenze. Un esempio è rappresentato dalle dimensioni della canna fumaria: altezza e diametro devono essere pressoché simili o, comunque, il suo diametro deve sempre essere maggiore di quello del comignolo. In linea generale, il tiraggio cresce se crescono la temperatura e l’altezza del condotto: in inverno sarà dunque maggiore, grazie alla maggiore differenza di temperatura tra l’esterno e l’aria in uscita. Il tiraggio è chiaramente modificabile ma è bene ricordare che, se troppo potente, può comportare un aumento della velocità di combustione tale per cui si avrà un esborso maggiore per il combustibile, mentre se è troppo debole può causare perdite di fumi all’interno dell’appartamento: è sempre bene dunque procedere cautamente. Se si intende diminuire il tiraggio, è possibile:

  • installare una restrizione nel condotto;
  • creare una canna fumaria curva o inclinata per favorire un leggero accumulo di aria.

Se invece lo si vuole potenziare, può essere utile creare un comignolo più alto che venga meno influenzato dal vento o dalle condizioni climatiche esterne.

Pulizia della canna fumaria.

Sottolineando il fatto che le moderne canne fumarie in acciaio a sezione circolare sono preferibili sia per la maggiore conduzione dei fumi sia per la minor formazione di incrostazioni, tutte le tipologie di canne fumarie devono comunque essere sottoposte a periodica manutenzione. Questa può essere eseguita in modo autonomo con le diverse tecniche del fai-da-te ma è sempre preferibile affidarla a persone qualificate per evitare malfunzionamenti o danni alla struttura. Le tecniche e la frequenza con le quali provvedere alla pulizia variano a seconda dell’impianto, dell’utilizzo, delle condizioni climatiche, ecc…anche se è comunque possibile suggerire un controllo ad anni alterni. In linea generale, si possono individuare 3 tipici segnali che indicano la necessità di pulire la canna fumaria:

  1. avvertire odore di fumo;
  2. trovare fuliggine o vederla cadere sul fondo della stufa o del generatore di calore;
  3. avvertire la presenza di fumo nell’abitazione.

Per procedere alla pulizia del condotto è possibile sfruttare due metodiche, eventualmente precedute dall’utilizzo di prodotti scrostanti, ossia materiali che, se bruciati, permettono alle incrostazioni di staccarsi più facilmente. Si può dunque procedere o dall’alto, se è possibile accedere al tetto, o dal basso. In entrambi i casi si deve fare in modo che un’apposita spazzola possa attraversare senza dannosi attriti l’intera canna fumaria.

Territorio e sostenibilità

TERRITORIO E SOSTENIBILITÀ: METODI E STRUMENTI DI VALUTAZIONE PER L’INSEDIAMENTO DI STRUTTURE PRODUTTIVE

Gli studi condotti hanno evidenziato come temi che nel contesto internazionale dei Paesi industrializzati sono affrontati da anni, in Italia abbiano trovato un tentativo di regolamentazione solo recentemente. Infatti, il recepimento da parte della legislazione italiana della norma dell’Unione Europea inerente alla Valutazione Ambientale Strategica (Direttiva 2001/42/CE) è avvenuto solo nella recente stesura del Codice dell’Ambiente (D.lgs. 152/2006). La mancanza di metodologie consolidate nell’affrontare queste tematiche lascia aperti ampi campi di indagine e riflessione sul settore, anche per ciò che riguarda la possibile individuazione di strumenti che permettano valutazioni quanto più oggettive degli interventi di modificazione del territorio. La realizzazione di pratiche di valutazione il quanto più oggettive possibili, legate soprattutto a prassi consolidate, garantirebbe un’omogeneità di giudizio riguardo agli interventi sul territorio, rendendoli in qualche modo misurabili e per questo confrontabili. Tutto ciò, con l’intento di permettere ai diversi operatori territoriali di optare per la soluzione migliore, quella cioè che pur garantendo la maggior efficienza funzionale (rapporto economico costo-benefici) risulti comunque essere sostenibile dal punto di vista ambientale. Il lavoro di ricerca condotto ha tentato di individuare dei criteri di valutazione che permettano di stimare i potenziali impatti, anche di strutture o complessi di strutture industriali che non ricadano negli elenchi delle normative cogenti. Si ritiene infatti che, anche infrastrutture produttive che non presentino particolari rischi ambientali legati alle lavorazioni specifiche o ad un uso di suolo di tipo estensivo, incidano comunque in modo determinante sul cambiamento delle valenze territoriali e che quindi la loro collocazione all’interno del territorio stesso debba comunque essere valutata. Si è quindi giunti alla definizione di uno strumento operativo che si propone di supportare le operazioni di scelta per l’identificazione delle collocazioni più adatte per l’inserimento delle strutture produttive, indipendentemente dalla loro tipologia. Tale strumento, fondandosi sull’utilizzo di indicatori sintetici, dovrebbe essere in grado di esprimere in maniera oggettiva la sostenibilità ambientale delle scelte progettuali riguardo all’individuazione delle aree o dei settori di territorio da dedicare alle attività produttive. Permette, inoltre, un’agevole comparazione tra le diverse ipotesi progettuali o i diversi scenari di sviluppo del territorio che potrebbero prefigurarsi. L’intento è stato quello di creare un ausilio per una corretta pianificazione territoriale per l’insediamento dei comparti industriali ed artigianali, rendendo comparabili, diverse possibilità progettuali.

Questo strumento analizza le condizioni dell’area presa in esame e del suo intorno al fine di definire orientamenti sulle scelte di pianificazione, ove naturalmente non siano applicabili normative esistenti di carattere cogente. Se cioè l’area oggetto di indagine non è soggetta a vincoli restrittivi di vario genere, lo strumento è in grado di permettere una migliore lettura del territorio al fine di favorire le scelte degli operatori di settore. La possibilità di comparazione tra i diversi scenari possibili è garantita dalla scelta di indicatori, studiati per essere applicati a situazioni diverse e individuati in maniera rigorosa, in modo da minimizzare la soggettività dell’interpretazione nell’attribuzione del valore da assegnare di volta in volta ai singoli indicatori.

La sostenibilità territoriale

Uso sostenibile del territorio significa un uso efficiente dello stesso attraverso obiettivi di sviluppo urbano che, minimizzino il consumo di aree naturali ed agricole e accrescano lo sviluppo del territorio attraverso il recupero e la rivalutazione.1 In molte contesti si assiste, invece, a trasformazioni socio-economiche che incrementano l’abbandono di aree già utilizzate e contaminate. Una città sostenibile ottimizza l’efficienza del proprio territorio proteggendo le aree verdi non edificate che abbiano un alto valore di biodiversità dallo sviluppo indiscriminato e contribuisce, inoltre, al recupero delle aree contaminate o dismesse. Ulteriore attributo di sostenibilità urbana è costituito dalla capacità della città di mantenere attorno ad essa degli spazi costituiti da un buon valore ambientale. La restituzione di un‘immagine positiva sotto il profilo della gestione del territorio, attraverso la corretta tutela e conservazione del patrimonio presente (sia esso di tipo storico, agricolo, paesaggistico o naturalistico), produce ritorni positivi anche in chiave economica per le attività in esso operanti. Una gestione sostenibile del territorio deve muovere, innanzi tutto, dalla conoscenza delle risorse ambientali che il territorio stesso offre. Questa si attua attraverso un’opportuna fase di indagine e rappresentazione su carte tematiche di quanto rilevato del patrimonio naturale presente sul territorio stesso. Il concetto di sostenibilità originariamente coniato relativamente alle problematiche ecologiche e biologiche va esteso alle trasformazioni degli spazi antropizzati, in cui l’uomo riconosce una componente fondamentale della propria cultura. L’ambiente naturale è stato modificato dagli esseri umani che lo hanno trasformato nel proprio territorio rendendolo così depositario di memoria. La memoria incorporata nel territorio è parte della nostra <> (LeroiGourhan, 1964-65) e costituisce uno dei <> (Le Goff,1978) fondamentali su cui si basa la memoria storica. È in questo lavorio sulla memoria che l’ambiente e il territorio si trasformano nel paesaggio dell’immaginario collettivo e diventano parte integrante della <> (Le Goff, 1979), la quale è indispensabile alla società umana nell’incessante ridefinizione della propria identità culturale.2 Una parte fondamentale del patrimonio culturale da tramandare alle generazioni future è quindi l’insieme dei beni storici, ambientali e del paesaggio.3 Tale patrimonio, non solo va tutelato e conservato, ma le eventuali modificazioni a cui potrebbe essere soggetto dovrebbero tendere ad aumentarne il valore complessivo. Quello che diventa essenziale attraverso gli interventi messi in atto è la valorizzazione estetica del paesaggio. Quindi le azioni derivanti dalle esigenze economiche dovrebbero conseguentemente conformarsi ad esigenze di tipo culturali finalizzate alla sostenibilità degli interventi.

Modelli ospedalieri

MODELLI OSPEDALIERI PER L’EMERGENZA URGENZA

Il progetto di architettura in edilizia sanitaria diviene spesso, data la multidisciplinarietà della materia e la dinamicità con la quale mutano esigenze e bisogni sanitari, una sfida per la verifica di un apparato metodologico nel quale il progettista si trova ad affrontare temi complessi e facilmente mutevoli nel tempo. Le strutture ospedaliere integrate nel Sistema Sanitario di Emergenza rappresentano, nel panorama sanitario, le opere architettoniche contraddistinte dai maggiori livelli di complessità esecutiva, e quindi anche per questi motivi diventano, per il “progettista ospedaliero”, uno dei temi più stimolanti del proprio lavoro. Tali strutture si collocano in cima alla piramide del Sistema Sanitario Nazionale, costituendo sotto il profilo logistico uno dei più importanti filtri nella gestione globale del percorso terapeutico dei pazienti. Lo studio architettonico, spaziale e funzionale delle strutture dipartimentali afferenti al Sistema assistenziale di Emergenza, assume quindi un valore aggiunto molto significativo che si riflette, positivamente e/o negativamente, verso tutte le Unità Operative collocate a valle dei processi ospedalieri e delle attività sanitarie adottate durante la fase di entrata. La struttura progettata dovrà risultare funzionale ai protocolli medici, alla gestione del percorso terapeutico dei pazienti, garantire una adeguata suddivisione dei percorsi ed assicurare nel tempo elevati requisiti prestazionali di flessibilità e manutenibilità. Il progetto di architettura, diviene in tal modo uno strumento fondamentale, in grado di condizionare il raggiungimento di elevati parametri qualitativi nei diversi processi sanitari propri di queste strutture ospedaliere. Questo può favorire o peggiorare il lavoro medico e paramedico, nonché condizionare positivamente la percezione che il paziente ha del proprio luogo di cura, rappresentando un valore aggiunto alla stessa prestazione medica.

Obiettivo della tesi di dottorato è stato di individuare una serie di elementi di organizzazione spaziale e criteri di dimensionamento preliminari alla progettazione architettonica per lo studio di nuovi “modelli ospedalieri” afferenti all’ambito del Sistema Sanitario di Emergenza. Sono stati analizzati criteri dimensionali, prestazionali, logistici, qualitativi, per lo studio di tutte le unità operative che concorrono, attraverso i propri spazi e percorsi, alla costituzione di una struttura dipartimentale adeguata, in relazione ai diversi livelli assistenziali disciplinati dalle attuali normative. A tal fine, sono state sviluppate una serie di indicazioni progettuali di interesse specifico per il progetto architettonico ospedaliero dedicato all’emergenza.

Il racconto della nascita e dell’evoluzione nel sistema assistenziale sanitario, del ruolo della specializzazione dedicata all’assistenza in regime di emergenza, si articola in modo continuativo ed organizzato, soltanto a partire dalla fine del XV sec.; un arco temporale breve e recente, soprattutto se rapportato alla storia medica occidentale, che identifica in Ippocrate2 di Kos, filosofo greco del V sec. a.C., il padre fondatore della medicina scientifica. Il soccorso sanitario in regime di emergenza, inteso come pronto intervento per la cura dell’infermo, rappresentò fin dagli inizi una prerogativa estesa unicamente alle classi sociali più abbienti, alla restante società rimaneva al più di confidare nella fede, in una condotta di vita salubre o nelle mani esperte di qualche abile occasionale curatore, ma assai spesso rimaneva succube di finti guaritori e del decorso drammatico della malattia. Fino al rinascimento, le uniche tecniche assistenziali nate a livello organizzativo e gestionale, per lo sviluppo di innovativi sistemi di soccorso da applicare in regime di emergenza, vennero applicati al di fuori dai normali ambiti nosocomiali. Da un lato nelle infermerie dei campi di battaglia, indi in ambito militare, si approfondiranno metodi di gestione indirizzati all’assistenza degli infermi in condizioni di urgenza, dall’altro le diverse strutture sanitarie di segregazione, come lebbrosari o lazzaretti, sorte in seguito alle pandemie del XIII sec., indurranno nella mentalità europea del tempo ad una necessaria riforma delle proprie attività sanitarie verso un maggiore sviluppo della ricerca medica e delle stesse strutture ospedaliere. Fra le maggiori concause alla base del lento sviluppo del sistema assistenziale, vi sono in maniera biunivoca sia i pochissimi progressi scientifici ottenuti in campo medico, legati fino al XV sec. all’umoralismo ippocratico rivisto da Galeno3 , sia il ruolo al quanto semplificato dell’ospedale, che per lungo tempo, dalle sue origini Cristiane, rintracciabili nel IV sec. d.C, per tutto il medioevo fino agli inizi del periodo rinascimentale, verrà considerato un generico contenitore della più disparata umanità: gente senza fissa dimora, emarginati sociali, poveri nel corpo e nello spirito, derelitti di ogni genere e chiaramente anche malati; ma nei riguardi di questa popolazione l’ospedale offrirà, come l’etimologia spiega, solo “ospitalità”. Sarà dunque, solo a partire dai fasti dell’epoca rinascimentale, citando come esempio la Cà Granda4 di Milano, vero modello ospedaliero per architettura ed organizzazione sanitaria, fino all’epoca dei lumi che si potrà assistere ad una continuativa e graduale trasformazione del ruolo dell’ospedale in luogo specializzato per la diagnosi e la cura del malato.

Questo periodo storico risulterà fondamentale nel pensiero medico occidentale, perché darà vita ad un generale rinnovamento di tutto il sistema sanitario, determinando un diverso rapporto tra medico e paziente, tra pensiero medico e pensiero cattolico, tra architettura ed edilizia ospedaliera; il comune denominatore alla base del rinnovamento sarà l’essere umano, non più visto come persona bisognosa di ospitalità, bensì come persona malata e quindi bisognosa di cure mediche. Andrà così modificandosi il concetto di assistenza ospedaliera, per cui sia l’evoluzione del pensiero medico sia una rinnovata sensibilità nei confronti del malato, incentiveranno la ricerca e lo studio architettonico e tipologico dei futuri complessi ospedalieri, verso una migliore definizione delle caratteristiche spaziali, funzionali, organizzative e tecnologiche.

Recupero dei centri storici

 IL PROGETTO DI RECUPERO DEI CENTRI STORICI: UN CASO DI STUDIO ROSCIOLO DEI MARSI

Negli ultimi anni le ricerche sul recupero dell’edilizia storica, prevalentemente indirizzate verso la conoscenza tipologica e tecnologica dell’edificato esistente, hanno messo in risalto il ruolo del progetto quale unico strumento in grado di rispondere all’eterogeneità e alla specificità di diverse situazioni contestuali.

La continuità di vita nei centri storici, anche minori, unica garanzia alla sopravvivenza di un patrimonio edilizio ancora denso e ricco, passa necessariamente attraverso un uso flessibile della progettazione, pronta a risolvere con rigore di metodo e varietà di strumenti, problemi che vanno dal trattamento delle superfici alla scelta di una idonea dotazione impiantistica, dalla rimozione delle aggiunte incongrue alle integrazioni delle lacune, sempre e comunque calata nella specifica realtà individua di ogni singolo manufatto.
Una progettazione dunque rapportata al concetto di trasformabilità attraverso la conoscenza delle stratificazioni storiche del costruito, comprese le testimonianze di cultura materiale, interpretativa dello spazio architettonico e affidata alle capacità del progettista, le cui scelte devono essere operate sulla base del rapporto che intercorre tra analisi e progetto e tra progetto e costruzione.

Demolizione, ricostruzione, consolidamento, restauro e conservazione non rappresentano in tal senso categorie astratte e rigidamente contrapposte, quanto piuttosto gli strumenti attraverso i quali si estrinseca l’attività progettuale, in cui l’analisi della preesistenza confluisce naturalmente in una sintesi propositiva matura e consapevole, “[…] Dopo che sarà stato studiato a lungo l’oggetto dell’intervento di recupero, dopo che l’opera sarà conosciuta in ogni dettaglio e in tutte le modificazioni subite nel corso del tempo, dopo che saranno stati accertati tutti gli usi e tutte le attività svolte da generazioni di utenti, dopo tutto questo, i progettisti troveranno, attraverso le proprie capacità creative, le giuste soluzioni da proporre, e saranno soluzioni corrette e coerenti.

Le tematiche progettuali che si riflettono inevitabilmente sul carattere del progetto possono essere raggruppate all’interno di tre ambiti di intervento che, spesso integrati tra loro, implicano le seguenti necessità:

  • adeguamento del sistema spaziale mediante riorganizzazione distributiva secondo moderni standard ambientali, tecnologici ed igienici. In tal senso la capacità di poter individuare una nuova struttura spaziale-distributiva, adatta al soddisfacimento delle esigenze abitative contemporanee, rappresenta uno degli aspetti essenziali del progetto di recupero dell’edilizia storica. Senza danneggiare la preesistenza ma anzi favorendone la valorizzazione “[…] la cellula edilizia è anche suscettibile di suddivisioni, rimanendo integra nella sua sostanza edile, quando esse non alterano la sua rappresentazione figurale, in quanto non svolgono alcun ruolo tettonico-strutturale, e non rivestono un tale valore poiché non rappresentano che la specificazione materializzata di funzioni precedentemente assolte da un unico vano […]”3 . L’apparecchiatura costruttiva può essere integrata con elementi di fabbrica complementari o di supporto a quelli esistenti, (blocchi funzionali, elementi di collegamento, partizioni interne, ecc.) mentre la riconferma o meno, in sede di progetto, delle originarie destinazioni d’uso compatibili con l’impianto spaziale rende necessaria un’approfondita riflessione sul come intervenire tra “tradizione” e “modernità” e tra “conservazione” e “trasformazione”.
  • adeguamento del sistema tecnologico mediante ripristino o miglioramento dei livelli prestazionali degli elementi di fabbrica preesistenti. L’aggiornamento delle prestazioni relative all’isolamento termo-acustico, la riduzione di dispersioni termiche, la captazione energetica, le dotazioni di reti conformi agli attuali standard funzionali, il cablaggio di reti per la trasmissione dati4 , risultano solo alcune tra le problematiche riscontrate. Questa tematica solleva inoltre la rilevante necessità di una corretta riconfigurazione delle reti impiantistiche esistenti; l’attuale situazione nella quale versa la maggior parte dell’edilizia storica può essere paragonata alla visione che Italo Calvino fa della città di Armilla5 ; se a questa poi si aggiungono i chilometri di cavi elettrici, gli scarichi, i pluviali, le colonne di aerazione, i corpi illuminanti con le loro linee di adduzione, i tubi in facciata per le condotte del gas, armadietti e quadri dei contatori inseriti in scasso nelle murature, i centri storici risultano costituirsi più da elementi tecnologici che da murature. L’ottimizzazione impiantistica rappresenta un obiettivo del progetto di recupero non privo di numerose difficoltà tra le quali, primario, emerge il problema di trovare una adeguata e razionale collocazione delle reti la cui istallazione risulta spesso difficoltosa se non devastante.
  • adeguamento del sistema figurativo mediante il risultato di un’indiretta conseguenza delle trasformazioni in atto sull’organismo edilizio connesse a problematiche di altra natura, o di una precisa volontà del progettista di modificare la percezione della fabbrica esistente. L’alterazione del sistema figurativo originario risulta spesso legata all’esigenza di rendere manifesta la trasformazione indotta dal processo di recupero. Vi sono operazioni di adeguamento o aggiornamento che non presuppongono delle sostanziali trasformazioni le quali a loro volta non risulterebbero visibili se non vi fosse la precisa volontà di esplicitarle, di contro in molti casi la modifica del sistema figurativo risulta condizionante per innescare le operazioni di adeguamento. Ciò premesso, qualora non vi sia la reale necessità di modifica dell’assetto figurativo esistente in relazione a particolari esigenze imposte dal recupero, la scelta di operare sulla percezione dei fronti e delle volumetrie dell’edificio diventa una vera e propria operazione di comunicazione.

Edilizia Sostenibile

MODELLI PROGETTUALI E TECNICHE COSTRUTTIVE

Rispetto ad altri scenari del passato nei quali il rapporto tra progetto e momento costruttivo era mediato dalle cosiddette regole dell’arte maturate in tempi storici, oggi la dinamica di sviluppo della tecnologia edilizia, l’immissione continua di nuovi materiali e di componenti hanno reso più critico il legame tra il progetto e il cantiere1 . Ad una carente cultura del progetto tecnologico e ad una frequente introduzione nel mercato di prodotti non sufficientemente testati, si aggiunge, infatti, la ripetizione di errori che evidenziano un difetto nella comunicazione tra i diversi operatori del processo edilizio. È noto come la presenza di numerosi nuovi prodotti, materiali e componenti abbia considerevolmente ampliato le opzioni di scelta per la messa a punto delle soluzioni costruttive, ma abbia allo stesso tempo innescato nuove problematiche, talora inadeguatamente governate in termini di definizione e di raggiungimento degli obiettivi prestazionali, oltre che di durata delle realizzazioni stesse. Molte carenze prestazionali del sistema edilizio oggi riscontrabili dipendono, infatti, dall’utilizzo di elementi costruttivi non coerenti con le condizioni ambientali di contesto, ma soprattutto dalla difficoltà di gestire efficacemente il paniere di materiali e componenti disponibili. A partire dal riconoscimento di questo scenario, la ricerca si pone l’obiettivo di integrare la dimensione dello sviluppo sostenibile all’interno del processo edilizio nel tentativo di far corrispondere all’attuale stato dell’arte nazionale ed internazionale una concreta diffusione della cultura progettuale e costruttiva in ottica di comfort ambientale e risparmio energetico. Proprio la volontà di diffondere ed estendere la pratica del costruire sostenibile e farne conoscere gli aspetti facilmente ripetibili più che concentrare l’attenzione su soluzioni eclatanti sono le motivazioni che hanno guidato alla scelta del tema della ricerca. Fondamento di tale sistema è l’interpretazione del processo edilizio come sistema complesso ma unitario che deve per questo essere analizzato ed approfondito in ognuno dei suoi aspetti costitutivi per poter arrivare alla formulazione di linee guida di facile applicabilità e diffusione. Per questo motivo la ricerca tecnico-scientifica in edilizia deve portare alla formulazione di proposte attuabili (indicazioni di semplice e chiara applicazione) ed economicamente competitive (risulta non trascurabile un’attenta analisi dei costi e dei benefici).

All’interno di questo contesto non può essere trascurato, inoltre, il recepimento della Direttiva 2002/91/CE relativa al rendimento energetico nell’edilizia con il D.Lgs. 192/05 ed il successivo D.Lgs. 311/06 che indicano la possibilità di predisporre strumenti di valutazione e certificazione energetico-ambientale degli edifici2 . Questo modello che, per sua stessa definizione, necessita di sviluppo ed aggiornamento costanti, permette di stabilire uno standard di processo attraverso l’attribuzione di punteggi e la conseguente classificazione in una scala di qualità delle soluzioni ipotizzate in fase di progetto o adottate in fase di realizzazione.

Nell’ottica di fornire uno strumento di facile impiego in grado di guidare trasversalmente le scelte di tutti gli attori coinvolti è necessaria la definizione di “eco-criteri” per un indirizzo della qualità e della sostenibilità delle fasi che costituiscono il processo edilizio. Questi criteri possono presentarsi sottoforma di indicatori sintetici e linee guida in grado di determinare i requisiti richiesti per ottenere un livello di alta qualità ambientale mediante sistemi di valutazione progettuale e modelli tecnico-realizzativi in relazione alla dinamicità del contesto ambientale per arrivare alla definizione dell’equilibrio tra sistema naturale ed artificiale.

Per la formulazione di tali linee guida è necessaria un’attenta analisi del quadro di riferimento con lo scopo di controllare in termini energeticoprestazionali: ƒ l’integrazione degli aspetti fisici e ambientali del contesto oggetto dell’intervento; ƒ i criteri progettuali e costruttivi relativi ad esempi di edifici realizzati; ƒ gli aspetti relativi alla normativa di riferimento che sottende l’integrazione della dimensione ambientale nel processo edilizio; ƒ la definizione di criteri morfologici a scala urbana e tecnologici a scala dell’edificio conformi ad un approccio sostenibile; ƒ la valutazione tecnico-economica-ambientale delle soluzioni ipotizzate in fase di progettazione al fine di definire e sistematizzare modalità sostenibili in funzione della loro reale applicabilità anche dal punto di vista degli extracosti valutati in relazione ai benefici attesi. A partire dai risultati ottenuti dall’analisi della pluralità di componenti che governano il processo edilizio, fine ultimo della ricerca è stata la definizione di un modello di supporto alla definizione di soluzioni progettuali secondo logiche sostenibili che possano costituire un modello di approccio in grado di consentire un aumento della qualità dell’intero sistema. Lo schema di sviluppo in cui si articola il processo stesso deve essere supportato e validato da criteri di verifica che, coerentemente ai principi propri della sostenibilità ambientale, devono permettere la scomposizione della complessità dei fattori in ambiti omogenei di più facile controllo. Questo tipo di approccio è, inoltre, adatto a mantenere un sufficiente livello di flessibilità in grado di garantire la contestualizzazione delle soluzioni adottate e contemporaneamente permettere la verifica di una più ampia gamma di possibili configurazioni. La previsione degli obiettivi e la necessità di coerenza con le caratteristiche del luogo d’intervento presuppongono, infatti, la definizione di un sistema flessibile, aperto, aggiornabile ed implementabile capace di adattarsi alle singole situazioni locali sia dal punto di vista tecnologico-ambientale che da quello socio-economico. Questo modo di operare, attraverso uno strumento avente una matrice comune, consente anche di ottenere obiettivi integrati tra tutti gli operatori multidisciplinarmente coinvolti all’interno del processo edilizio, in un’ottica di sinergia tra tutte le variabili che contribuiscono al raggiungimento della qualità del prodotto finale. Questa parte dello studio non deve prescindere, inoltre, dalla conoscenza dei caratteri energetico ambientali dei componenti edilizi, con lo scopo di fornire uno strumento di supporto in cui i dati riferiti ai sistemi di produzione e alle modalità applicative possano essere articolati ed integrati con informazioni sulle prestazioni ambientali lungo tutto il ciclo di vita utile del componente stesso (Life Cycle Assessment). Partendo proprio dalle premesse generate dalla realizzazione di strumenti informativi capaci di guidare le scelte progettuali e di permettere la valutazione degli organismi edilizi dal punto di vista energetico-ambientale, risulta necessaria la formulazione di una serie di standard procedurali in grado di rendere concrete le richieste di ottimizzazione del bilancio di sostenibilità dell’intero processo. A questo proposito si ritiene fondamentale la selezione di alcune categorie di nodi tecnologici in grado di integrare la dimensione specifica del materiale con quella composita dell’elemento tecnologico che nel suo insieme determina l’effettiva capacità dell’oggetto edilizio di soddisfare esigenze di sostenibilità. Il tema dell’industrializzazione edilizia del manufatto o del semplice sub-sistema deve corrispondere a quello della certificazione del livello qualitativo, della garanzia del costo e del permanere nel tempo delle caratteristiche prestazionali dell’organismo edilizio nel suo complesso. Questo sistema di scomposizione dei fattori determinanti la sostenibilità in relazione agli elementi tecnici permette, oltre alla determinazione dei carichi energetici ed ambientali ad essi associati, l’individuazione di eventuali criticità e la formulazione di strategie per il loro superamento. La possibilità di utilizzare nuovi sistemi costruttivi e corrispondenti dati di facile reperibilità, apre ai progettisti nuove modalità di approccio alla complessità del sistema edilizio, ma contemporaneamente introduce altrettanto nuove difficoltà nella valutazione e nel controllo degli aspetti prestazionali della soluzione ipotizzata in fase progettuale.

Introduzione all’uso di Matlab

Elaborazione di Dati e Segnali Biomedici

1.1 Matlab come ambiente di programmazione Matlab non è un semplice linguaggio di programmazione, ma un ambiente interattivo che integra in modo efficiente il calcolo, la visualizzazione e la programmazione. L’ambiente Matlab consente di gestire variabili, importare ed esportare dati, svolgere calcoli, disegnare grafici, programmare istruzioni e sviluppare applicazioni (tra cui la costruzione grafica dell’ interfaccia utente). 1.2 Matlab e l’algebra lineare Matlab è stato sviluppato specificamente per applicazioni basate su matrici e algebra lineare, nell’ambito dell’analisi numerica. Il termine Matlab deriva appunto da MATrix LABoratory. Tale specificità rende Matlab uno strumento particolarmente versatile ed efficiente per l’elaborazione dei dati e lo sviluppo di modelli. Infatti, Matlab permette di trattare grandi insiemi di dati come singole variabili chiamate array e di effettuare calcoli complessi tramite poche righe di codice. Per esempio, è possibile risolvere un sistema di equazioni lineari con sole tre righe di codice. 1.3 I moduli aggiuntivi di MATLAB Matlab prevede moduli aggiuntivi denominati Toolbox sviluppati per svolgere compiti specializzati. La lista completa dei Toolbox attualmente disponibili è consultabile nel sito: http://www.mathworks.it/products/products_by_category.shtml

1.4 La sessione di lavoro in Matlab 1.4.1 Avviare Matlab Per avviare Matlab sotto MS Windows basta fare doppio clic sull’icona: Fatto ciò, apparirà il desktop di Matlab, che prevede tre finestre: • Launch Pad: strumenti di Matlab • Command History: cronologia dei comandi • Command Window: la finestra dei comandi Figura 1. Il dekstop di Matlab. 5 Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica Elaborazione di Dati e Segnali Biomedici Guida a MATLAB La parte superiore del desktop presenta la barra dei menu (File, Edit, View, Web, Window, Help) e la barra degli strumenti costituita da una serie di icone, che permettono di accedere ad un particolare comando attraverso un singolo clic del mouse. A destra della barra degli strumenti si trova un riquadro denominato “Current Directory”, che indica la cartella di lavoro corrente in cui Matlab cerca e salva i file. Figura 2. La barra dei menu e degli strumenti. 1.4.2 La finestra dei comandi Permette all’utente di dialogare con il programma. Attraverso questa finestra, l’utente può digitare i comandi, le funzioni e le istruzioni che devono essere eseguite. Matlab è un programma a riga di comando: il simbolo >> (EDU>>, nella versione per studenti), che compare nella finestra dei comandi, è il prompt di Matlab e indica che il programma è pronto a ricevere l’input dall’utente. Prima di immette un’istruzione è necessario accertarsi che il cursore si trovi subito dopo il prompt. 1.4.3 La finestra Launch Pad Visualizza l’elenco dei Toolbox e di altri programmi Matlab installati nel computer, attraverso una finestra simile ad Esplora Risorse. Figura 3. La finestra Launch Pad. Facendo clic sul simbolo + a sinistra dell’icona di Matlab si aprirà una lista di cartelle, file e collegamenti il cui accesso è molto utile e frequente durante una sessione di lavoro. 6 Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica Elaborazione di Dati e Segnali Biomedici Guida a MATLAB 1.4.4 La finestra Command History Visualizza tutti i comandi precedentemente immessi nella finestra dei comandi. Figura 4. La finestra Command History. È utile per richiamare velocemente un comando o un’istruzione digitata durante la sessione di lavoro. È possibile copiare un comando direttamente nella finestra dei comandi semplicemente selezionandolo e trascinandolo con l’aiuto del mouse. Il desktop di Matlab può essere facilmente modificato in base alle proprie esigenze; per esempio, per nascondere la finestra Command History, è sufficiente fare clic sul simbolo nell’angolo superiore destro. È possibile, inoltre, disancorare una finestra dal desktop di Matlab cliccando sul simbolo . Per tornare alla configurazione standard bisogna aprire il menu View, cliccare sull’opzione Desktop Layout e selezionare Default. 1.4.5 Immissione dei comandi attraverso tastiera In questo paragrafo utilizzeremo il simbolo (I) per indicare la pressione del tasto Invio. Tale convenzione sarà abbandonata nei paragrafi successivi. Matlab può essere utilizzato come una semplice calcolatrice. Questa modalità viene chiamata sessione interattiva. Per esempio, digitando: >> 10/3 (I) sullo schermo comparirà la risposta di Matlab: ans = 3.3333 La risposta viene assegnata automaticamente ad una variabile temporanea che Matlab chiama ans (abbreviazione di answer). Una variabile è un simbolo utilizzato per contenere e memorizzare un valore. Si può utilizzare la variabile ans per eseguire altri calcoli: >> 10*ans (I) 7 Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica Elaborazione di Dati e Segnali Biomedici Guida a MATLAB ans = 33.3333 Matlab normalmente visualizza il risultato di un’operazione con quattro cifre decimali (formato short). Successivamente verrà spiegato come modificare il formato di output. Si noti che l’ultima istruzione ha modificato il valore contenuto nella variabile ans: attualmente non esiste alcuna variabile in cui è memorizzato il valore precedente (3.3333). Per non perdere i dati è pertanto necessario utilizzare variabili definite dall’utente. Una variabile scalare (una variabile contenente un singolo valore) viene definita utilizzando l’operatore di assegnazione =. Per esempio l’istruzione: >> A=2 (I) A = 2 assegna il valore ‘2’ (a destra dell’operatore) alla variabile indicata a sinistra ‘A’. E’ molto importante distinguere l’operatore di assegnazione ed il simbolo uguale utilizzato in matematica. La variabile nel lato sinistro dell’operatore è il “contenitore” di destinazione del valore generato dall’espressione del lato destro. Tale ordine non può MAI essere invertito; pertanto, l’espressione : >> 6 = ans (I) o l’espressione: >> A + 1 = 2 (I) generano un messaggio d’errore. Matlab conserva in memoria una variabile finché non viene esplicitamente cancellata con il comando clear seguito dal nome della variabile: >> clear A (I) Il comando clear può essere seguito da diverse v ariabili: >> clear A B C (I) o da nessuna variabile: >> clear (I) in tal caso cancella tutte le variabili in memoria. Si noti che Matlab distingue tra lettere maiuscole e minuscole: A e a sono due variabili diverse! Le variabili possono essere utilizzate per scrivere espressioni matematiche. Per esempio, se utilizziamo la variabile B per registrare il risultato di un’operazione: >> B = 8/10 (I) B = 0.8000 possiamo utilizzarla successivamente per altre operazioni: 8 Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica Elaborazione di Dati e Segnali Biomedici Guida a MATLAB >> C = 20*B (I) C = 16 >> D = ans + C (I) D = 49.3333 In Matlab è anche possibile utilizzare l’operatore di assegnazione per scrivere istruzioni autoreferenziali: >> C = C+100 (I) C = 116 Questa istruzione permette di aggiungere 100 al valore corrente di C. Eseguita l’operazione, non rimarrà traccia in memoria del precedente valore di C. Il lato destro dell’operatore di assegnazione deve essere calcolabile, se vi compare una variabile non definita, Matlab genera un messaggio d’errore. Suggerimento: gli spazi nelle espressioni matematiche vengono ignorati da Matlab nell’esecuzione dei calcoli; è consigliabile, tuttavia, inserirli per semplificare la lettura delle istruzioni digitate. L’operatore di assegnazione permette di utilizzare valori che non sono noti in anticipo o per cambiare il valore di una variabile attraverso una determinata procedura. Se vogliamo visualizzare il valore corrente di in una determinata variabile, per esempio ans, basta digitarne il nome e premere invio: >> ans (I) ans = 33.3333 Matlab utilizza i simboli di programmazione standard + – * / ^ per eseguire rispettivamente la somma, la sottrazione, la moltiplicazione, la divisione e l’elevamento a potenza. Inoltre utilizza il simbolo \ (backslash) per la divisione sinistra o inversa. È possibile combinare a piacere tali simboli per scrivere espressioni matematiche di varia lunghezza: >> x = C+5-1^2 (I) x = 20 Si noti che è molto diverso digitare: >> x = (C+5-1)^2 (I) Il risultato in questo caso sarà: x = 576 Regole di precedenza Le operazioni matematiche sono eseguite rispettando una serie di regole di precedenza: 9 Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica Elaborazione di Dati e Segnali Biomedici Guida a MATLAB 1. elevazione a potenza (livello più alto di precedenza) 2. moltiplicazione e divisione 3. addizione e sottrazione A parità di livello di precedenza, le espressioni matematiche sono valutate da destra a sinistra. Nell’esempio non cambia l’ordine dei simboli, ma l’ordine di precedenza è modificato dalla presenza delle parentesi. La valutazione delle parentesi procede da quelle più interne a quelle più esterne. Livello di precedenza Operazione Primo Parentesi; dalla coppia più interna Secondo Elevazione a potenza; da sinistra a destra Terzo Moltiplicazione e divisione; da sinistra a destra Quarto Addizione e sottrazione; da sinistra a destra Tabella 1. Regole di precedenza. Suggerimento: per evitare errori quando si scrivono espressioni molto lunghe è sempre meglio utilizzare le parentesi tonde, anche quando non sono necessarie. Per calcolare espressioni matematiche più complesse, Matlab include centinaia di funzioni. Una di queste è la funzione sqrt (square root) per il calcolo della radice quadrata. In generale, per utilizzare una funzione bisogna digitarne il nome seguito dal valore (argomento) passato alla funzione racchiuso tra parentesi tonde: nome_funzione (argomento) La seguente istruzione permette di calcolare la radice quadrata di 9 e di registrare il risultato in una nuova variabile chiamata r: >> r = sqrt (9) r = 3.0000 1.4.6 I nomi delle variabili Matlab lascia ampia libertà nella definizione dei nomi delle variabili: devono iniziare con una lettera e possono contenere lettere, cifre e caratteri di sottolineatura, senza superare i 32 caratteri. Come ricordato in precedenza Matlab è case sensitive, ovvero considera diversi i caratteri maiuscoli dai minuscoli. Suggerimento: per Matlab qualsiasi combinazione alfanumerica che rispetti la sintassi per nominare le variabili è identica. Tuttavia, è molto utile sfruttare la libertà lasciata per creare nomi di variabili significativi in modo da facilitare la comprensione del programma e le modifiche successive. 1.4.7 La finestra Workspace Nella visualizzazione standard del desktop di Matlab, la finestra Workspace è nascosta dalla finestra Launch Pad ed è accessibile facendo clic sulla corrispondente etichetta: 10 Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica Elaborazione di Dati e Segnali Biomedici Guida a MATLAB Figura 5. La finestra Workspace. La finestra Workspace riporta tutte le variabili caricate nella sessione di lavoro corrente. Cliccando sul nome di una variabile è possibile visualizzarne il valore. 1.4.8 Gestire una sessione di lavoro Alcuni comandi e simboli speciali sono molto utili nella gestione di una sessione di lavoro. Il simbolo ; (punto e virgola) digitato alla fine di un’espressione consente di non visualizzarne sullo schermo i risultati. La visualizzazione, infatti, richiede un tempo molto maggiore dei calcoli corrispondenti, col risultato di ritardare pesantemente una sessione di lavoro quando si effettuano calcoli su matrici con molti elementi. È possibile digitare comandi diversi nella stessa riga separandoli con il simbolo , (virgola) se si vuole visualizzare il risultato, oppure con il simbolo ; se non si desidera visualizzarlo. Per esempio, digitando la seguente riga di comando: >> x = 9; y = x + 1, x = y*3 Matlab visualizzerà: y = 10 x = 30 Il primo valore di x non viene visualizzato. Se un’istruzione è molto lunga si può utilizzare l’operatore di continuazione di riga (tre puntini) per andare a capo: >> E = sum ( dot (visibleState, log(visibleState + 0. 01)) … + dot (1-visibleState,log(1-visibleState + 0. 05))); Matlab memorizza i comandi digitati in precedenza. Utilizzando i tasti ↑ e ↓ è possibile richiamare e scorrere tutti i comandi precedenti. Digitando i primi caratteri di una variabile e utilizzando i tasti ↑ e ↓, vengono richiamate tutte le istruzioni precedenti che iniziano con i caratteri immessi. Inoltre, è possibile completare automaticamente il nome di una variabile, funzione o file, digitando i primi caratteri e premendo il tasto Tab.