L’Edificio Bioclimatico

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La progettazione architettonica deve sempre essere orientata alla definizione e produzione di un sistema costruttivo efficace che riesca a rapportarsi in maniera sinergicamente attiva rispetto alle indicazioni e alle sollecitazioni del clima relativo al contesto in cui viene inserita.

In sostanza l’edificio deve essere concepito e realizzato in maniera tale da fornire prestazioni adeguate in termini di comfort cercando di sfruttare le risorse naturali (e i processi associati) al meglio per limitare al minimo emissioni dannose e lo sfruttamento delle risorse non rinnovabili.

Innanzitutto è necessario valutare il clima di riferimento che il luogo di progetto fornisce proprio per studiare, in prima analisi, le soluzioni formali e costruttive più adatte.

L’Edificio Bioclimatico nei climi freddi

Se l’intervento si riferisce a contesti che si caratterizzano per un clima freddo, il problema principale è proprio la bassa temperatura e il riscaldamento dell’edificio stesso. Quindi è necessario ridurre al minimo le dispersioni di calore che porterebbero a consumi più elevati per il riscaldamento e prestazioni termiche di minore qualità.

A livello di concezione formale è fondamentale sviluppare edifici compatti proprio per sfavorire processi di perdita di calore dovuti alla presenza di eccessive superfici disperdenti. Il miglior rapporto superficie/volume (quindi compattezza molto elevata) è difatti fornito da costruzioni a cupola come gli igloo eschimesi, che sono diffusissime in climi particolarmente rigidi proprio per la loro capacità di ridurre al minimo le dispersioni termiche.

Normalmente questo tipo di soluzione non viene adottata ma è necessario comunque sviluppare particolare attenzione al tipo di involucro e alla presenza di serramenti: le trasmittanze devono essere ridotte e le finestre dovrebbero essere piccole, a doppio vetro e con vetri a bassa emissione.

edificio bioclimatico

Un igloo consente dispersioni di calore minime.

Per quanto riguarda poi gli aspetti relativi al riscaldamento è necessario compiere una distinzione in relazione a quanto l’edificio viene utilizzato e abitato.

Una soluzione di involucro definibile massiva, quindi caratterizzata dalla presenza di sistemi costruttivi spessi che forniscono una inerzia termica elevata è decisamente preferibile per edifici utilizzati molto frequentemente o stabilmente poichè permette di attivare il riscaldamento in maniera intermittente mantenendo comunque l’edificio ragionevolmente caldo anche quando non viene riscaldato.

Per quanto riguarda edifici occupati raramente (come ad esempio case di villeggiatura) è preferibile una soluzione costruttiva leggera, molto isolata, che richiede un riscaldamento iniziale decisamente più basso rispetto alla soluzione precedente.
E’ necessario predisporre inoltre ampie vetrate a sud e limitare le aperture nelle altre direzioni per sfruttare, nel periodo invernale, la radiazione proveniente dal sole, eventualmente integrando sistemi di produzione energetica rinnovabile (come pannelli solari termici e pannelli fotovoltaici per la produzione di energia elettrica e di acqua calda sanitaria).

E’ necessario valutare per queste installazioni se la quantità di radiazione è sufficiente per garantire un buon funzionamento del sistema; ricordiamo infatti che i climi particolarmente rigidi sono caratterizzati spesso da periodi molto lunghi di oscurità.

L’Edificio Bioclimatico nei climi temperati

Per quanto riguarda i climi temperati possiamo mutuare, in maniera certamente meno restrittiva, le indicazioni fornite per quanto riguarda i climi rigidi. Le trasmittanze termiche degli involucri possono essere leggermente superiori (sopratutto ad esempio nei climi temperati del bacino del Mediterraneo) mentre nelle zone temperate fredde sono molto vicine a quelle dei climi freddi. Le soluzioni costruttive devono essere differenti anche in relazione al soddisfacimento dei requisiti estivi.

Ad esempio è necessario predisporre ampie vetrate a sud per facilitare l’ingresso della radiazione durante il periodo invernale (come per i climi freddi) ma molti casi è fondamentale individuare sistemi di schermatura solare durante i periodi estivi per evitare il surriscaldamento degli ambienti stessi. Soluzioni efficaci sono fornite da sistemi di ombreggiamento orizzontale, che sapientemente progettati in relazione all’angolo di incidenza del sole, possono schermare o facilitare l’ingresso della radiazione solare senza compromettere la visuale dell’esterno. Soluzioni invece di schermatura verticale (come brise soleil, tapparelle, ecc..) sono certamente più invasive ma possono definire e costituirsi come parti del linguaggio architettonico stesso dell’edificio.

L’Edificio Bioclimatico nei climi caldo-secchi

Nelle regioni caratterizzate da climi caldo-secchi invece la temperatura durante il giorno può raggiungere valori decisamente elevati mentre può scendere decisamente durante le ore notturne. Di conseguenza questa grande escursione termica determina una caratteristica fondamentale per gli edifici realizzati in questi climi: una massa termica elevata. Quindi è certamente preferibile una soluzione massiva e delle coperture con elevate capacità termiche.

Il patio interno consente il raffrescamento dell'aria.

Il patio interno consente il raffrescamento dell'aria.

I tetti infatti durante la notte, grazie all’effetto di raffreddamento radiante, sono un importante veicolo di dispersione di calore. Normalmente le pareti esterne sono rivestite di colore bianco per evitare maggiore accumulo di calore. Ad esempio i trulli pugliesi sono realizzati, grazie alla loro forma caratteristica, proprio in funzione di essere un sistema in grado di disperdere buone quantità di calore e mantenere temperature accettabili al loro interno.

Un altra soluzione largamente utilizzata è quella di realizzare edifici chiusi con un cortile interno: questo per fornire protezione da venti caldi, polvere e il cortile interno consente di mantenere una temperatura dell’aria più bassa ( che spesso viene ulteriormente raffreddata tramite evaporazione attraverso uno specchio d’acqua). E’ importante che il cortile sia ombreggiato e raffrescato dalla presenza di acqua e/o vegetazione poichè in assenza di queste condizioni la temperatura può essere anche superiore rispetto a quella già esistente.

L’Edificio Bioclimatico nei climi caldo-umidi

I climi caldo umidi probabilmente sono i contesti più complicati da trattare. Le temperature massime normalmente non raggiungono i valori dei climi caldo secchi e le escursioni termiche sono molto limitate, quindi l’effetto conservazione fornito da soluzioni massive non è propriamente utile. Questi climi sono caratterizzati da una umidità elevata, quindi l’evaporazione dalla pelle è normalmente limitata e quindi un raffrescamento evaporativo diretto è assolutamente sconsigliato poichè aumenterebbe ulteriormente l’umidità.

E’ possibile però utilizzare sistemi di raffrescamento evaporativo indiretto, cioè che utilizzano scambiatori di calore e che consentono dunque un raffrescamento senza variazioni di umidità. Gli edifici posizionati in maniera sopraelevata rispetto al terreno sono caratteristici di questo clima: questo consente una maggiore esposizione ai venti rispetto agli ostacoli forniti dal terreno (che tralaltro fornisce umidità).

Si prediligono quindi strutture leggere (l’inerzia termica non serve a molto in queste condizioni) che abbiano un buon sistema di ventilazione che favorisca la rimozione del calore in eccesso. I climi caldo umidi sono solitamente individuati in zone equatoriali in cui la radiazione solare è molto alta e investe in maniera importante sopratutto le coperture che debbono essere in grado di limitare l’eccessivo apporto di calore che potrebbe riscaldare eccessivamente gli ambienti interni.

Questo può essere risolto (o almeno limitato) mediante l’installazione di superfici riflettenti, sottotetti, tetti ventilati, isolamenti termici a soffitto. Questo ovviamente vale anche per l’involucro che deve essere necessariamente in grado di evitare il surriscaldamento interno. In questi climi è assolutamente fondamentale lo studio e la progettazione architettonica in relazione alle direzioni prevalenti dei venti, la disposizione di ambienti (e delle aperture) per favorire la ventilazione naturale.

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