Architettura bioclimatica: principi, strategie e il caso studio dei Trulli

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L’architettura bioclimatica è un approccio progettuale che utilizza le caratteristiche ambientali del sito sole, vento, vegetazione, orientamento e morfologia del terreno, per migliorare il comfort interno e ridurre il fabbisogno energetico dell’edificio.
L’obiettivo è progettare edifici capaci di sfruttare strategie passive per limitare il ricorso a impianti di riscaldamento e raffrescamento, migliorando efficienza energetica e sostenibilità ambientale.
Un esempio storico particolarmente interessante è rappresentato dai Trulli di Alberobello, in cui ritroviamo principi che oggi cerchiamo di replicare nei moderni edifici NZEB.

I principi fondamentali dell’architettura bioclimatica

La progettazione bioclimatica si basa su un insieme di strategie passive che permettono di controllare il microclima interno riducendo al minimo il fabbisogno energetico degli impianti.
Le principali strategie si possono riassumere nei seguenti punti:

  • Orientamento dell’edificio: disposizione rispetto al percorso solare per ottimizzare i guadagni invernali e limitare il surriscaldamento estivo.
  • Fattore di forma: rapporto tra superficie disperdente e volume riscaldato; maggiore compattezza = minori dispersioni energetiche.
  • Rapporto superficie finestrata / permeabilità dell’involucro: bilanciamento delle aperture per controllare apporti solari, dispersioni e ventilazione naturale.
  • Inerzia termica delle strutture: utilizzo di materiali ad alta massa per accumulo e rilascio del calore con sfasamento temporale; efficacia dipendente dal clima e dall’escursione termica giornaliera.
  • Sistemi di captazione solare passiva: serre solari e muri di Trombe per sfruttare la radiazione solare senza impianti attivi.
  • Sistemi di raffrescamento passivo: ventilazione naturale (effetto camino e ventilazione incrociata), raffrescamento adiabatico, pozzi canadesi/provenzali e interramento parziale o totale.
  • Materiali locali e basso contenuto di carbonio incorporato: uso di materiali del territorio per ridurre energia incorporata e impatto ambientale complessivo.

Vantaggi dell’approccio bioclimatico: perché studiare i Trulli oggi?

L’applicazione dei principi bioclimatici rappresenta una strategia progettuale che incide contemporaneamente su prestazioni energetiche, comfort e sostenibilità dell’edificio.
I principali vantaggi si possono sintetizzare nei seguenti aspetti:

  • Riduzione dei consumi energetici: le strategie passive possono contribuire in modo significativo alla riduzione del fabbisogno per riscaldamento e raffrescamento, variabile in funzione del contesto climatico e delle caratteristiche dell’involucro.
  • Miglioramento del comfort abitativo: maggiore stabilità delle temperature interne e migliore controllo dell’umidità, con riduzione dei picchi termici stagionali.
  • Sostenibilità ambientale: riduzione delle emissioni associate all’edificio attraverso l’ottimizzazione dell’involucro e l’impiego di materiali a basso impatto e provenienza locale.


Per l’applicazione delle strategie bioclimatiche in nuovi progetti o interventi di riqualificazione energetica, è consigliata un’analisi termodinamica delle condizioni progettuali e una diagnosi energetica dettagliata. Questo consente di dimensionare correttamente le soluzioni passive e valutare l’efficacia in relazione al contesto specifico.

Funzionamento bioclimatico dei trulli: analisi tecnica

I trulli sono delle architetture tradizionali sviluppatesi in Puglia, principalmente nella zona dell’altopiano della Murgia, in una zona dal clima mediterraneo caratterizzato da grandi variazioni stagionali, con inverni piovosi ed estati secche. Si diffusero dove le caratteristiche geomorfologiche del terreno permettevano un approvvigionamento sufficiente di materia prima, ovvero pietra calcarea, per la loro costruzione. Il sistema costruttivo impiegato rispondeva alle proprietà fisiche e meccaniche del materiale utilizzato, ottimizandone l’uso e adattandosi allo stesso tempo alle condizioni climatiche del luogo. Possiamo considerare i trulli come una versione in pietra delle primitive capanne di paglia dei pastori nomadi, dalla pianta circolare e con elementi costruttivi ben identificabili: un muro, un arco trilitico d’accesso, una cupola e un tetto. Gli spazi generati venivano spesso raggruppati dando origine a un ampio spazio centrale e diversi locali annessi.

Trulli
Sezione assonometrica di un trullo

I trulli presentano la peculiare caratteristica di essere freschi d’estate e caldi d’inverno. Ciò è ottenuto grazie ad una progettazione bioclimatica spontanea che verte su delle strategie di sostenibilità ben precise, riassunte a continuazione.

Inerzia termica e isolamento

Le murature in pietra a secco dei trulli, caratterizzate da spessori elevati e da una massa superficiale significativa, rappresentano un tipico esempio di involucro ad alta inerzia termica.
La pietra calcarea, grazie alla sua densità e capacità termica, consente di immagazzinare parte del flusso di calore durante le ore di irraggiamento, determinando uno sfasamento dell’onda termica, ovvero un ritardo tra il picco di temperatura esterna e la sua trasmissione all’interno dell’ambiente. In condizioni climatiche favorevoli, il calore accumulato viene rilasciato nelle ore serali o notturne, quando la temperatura esterna è più bassa, contribuendo alla stabilizzazione del microclima interno.
Il comportamento termico non dipende solo dalla massa del materiale, ma anche dalla sua struttura discontinua: le intercapedini tra gli elementi lapidei introducono una resistenza aggiuntiva alla conduzione del calore e favoriscono una riduzione della velocità di propagazione del flusso termico, migliorando la trasmittanza termica.
Nel complesso, il sistema murario agisce quindi come un regolatore dinamico del flusso termico, la cui efficacia è strettamente legata alle condizioni climatiche esterne e alla capacità dell’edificio di dissipare il calore accumulato.

Architettura ed energia. Dalla preistoria all'emergenza climatica

Barnabas Calder

Anno: 2022

Attraverso questa storia dell'architettura Calder ci mostra come fin dall'antichità l'architettura sia dipesa dalla capacità delle società di produrre energia: dai ripari primordiali dei cacciatori-raccoglitori alle piramidi egizie, dai Greci e Persiani all'Impero Romano e alla dinastia Song, dalla rivoluzione industriale ottocentesca ai giorni nostri.
Il surplus crescente di cibo ha infatti permesso, storicamente, un'indipendenza e specializzazione crescenti della forza lavoro, con edifici monumentali eretti per celebrare e ostentare il potere e le capacità dei sovrani di quelle che inevitabilmente si convertirono in società fortemente gerarchizzate. Una storia dell'architettura inedita e interessante, che non ti lascerà indifferente!

Ventilazione naturale ed effetto camino

Nei trulli la ventilazione naturale è guidata soprattutto dalla geometria dell’involucro e dallo sviluppo verticale degli ambienti, che favoriscono movimenti d’aria per differenza di densità.
Quando l’aria interna si riscalda, diventa meno densa e tende a salire verso la copertura conica, dove viene espulsa attraverso aperture o discontinuità dell’involucro. Questo movimento genera una depressione che richiama aria più fresca dalle parti inferiori, attivando una circolazione naturale continua. Il risultato è un meccanismo assimilabile all’effetto camino, che contribuisce al raffrescamento passivo e al ricambio d’aria in assenza di impianti meccanici.
Il comportamento del sistema può essere oggi analizzato in modo dettagliato tramite simulazioni CFD (Computational Fluid Dynamics), che permettono di studiare la distribuzione dei flussi e temperature all’interno degli ambienti.

Raffrescamento evaporativo e gestione delle acque

Nei trulli era spesso presente una cisterna ipogea per la raccolta dell’acqua piovana, integrata nel sistema costruttivo e collegata alla gestione delle risorse idriche dell’edificio.
Oltre alla funzione di accumulo, la cisterna contribuiva indirettamente al comportamento microclimatico interno. La presenza di acqua in ambiente sotterraneo favorisce infatti processi di raffrescamento evaporativo, in cui l’evaporazione assorbe calore dall’ambiente circostante, determinando una riduzione della temperatura dell’aria e delle superfici interne.
Questo effetto risulta più efficace nelle ore notturne, quando l’aumento del salto termico tra interno ed esterno e il raffrescamento dell’aria esterna facilitano la dissipazione del calore accumulato durante il giorno, contribuendo alla stabilizzazione del microclima estivo.

Principi bioclimatici di un trullo
Principi bioclimatici di un trullo

Materiali naturali e gestione dell'umidità

Nei trulli, l’impiego della calce come materiale di finitura interna ed esterna rispondeva non solo a esigenze costruttive tradizionali, ma contribuiva attivamente alla regolazione del microclima dell’edificio.
La calce utilizzata sulle superfici interne, grazie alle sue proprietà igroscopiche, è in grado di assorbire il vapore acqueo in eccesso e rilasciarlo quando l’aria diventa più secca, contribuendo alla stabilizzazione delle condizioni ambientali interne e al miglioramento del comfort abitativo.
Sulle superfici esterne, la finitura bianca a base di calce svolge inoltre un ruolo nel controllo del comportamento termico dell’involucro. L’elevata capacità riflettente della superficie riduce l’assorbimento della radiazione solare incidente, limitando il surriscaldamento durante i mesi estivi.
Nel complesso, l’utilizzo combinato di materiali naturali, elevata inerzia termica e strategie passive permette ai trulli di mantenere condizioni interne più stabili senza il ricorso a sistemi impiantistici.

Architettura bioclimatica moderna: esempi iconici

I principi presenti nell’architettura tradizionale dei Trulli vengono oggi reinterpretati attraverso tecnologie, materiali e strumenti di simulazione più avanzati. L’obiettivo rimane invariato: utilizzare strategie passive per ridurre il fabbisogno energetico e migliorare il comfort interno.
Alcuni esempi significativi sono:

  • BRE Office Building: utilizza camini solari e ventilazione passiva assistita per favorire il ricambio d’aria naturale e limitare il ricorso ai sistemi meccanici di climatizzazione.
  • Centre Culturel Jean-Marie Tjibaou: progettato da Renzo Piano, sfrutta ventilazione naturale, orientamento rispetto ai venti dominanti e doppia pelle per migliorare il comportamento termo-fluidodinamico dell’edificio.
  • Riabilitazione di una casa a Pessonada: il progetto di Bunyesc Arquitectes utilizza una facciata solare passiva (muro Trombe) costituita da una camera d’aria e pannelli in policarbonato sulla facciata sud, trasformando l’involucro in un sistema di captazione e accumulo energetico. Durante l’irraggiamento la temperatura nell’intercapedine può aumentare significativamente, mentre la massa muraria rilascia il calore in modo graduale verso l’interno.
  • Cité Manifeste: i progetti di Anne Lacaton e Jean-Philippe Vassal applicano il principio della serra solare come spazio intermedio tra interno ed esterno, capace di funzionare come buffer climatico e di incrementare i guadagni solari nei periodi freddi.
  • Villa Vals: esempio di architettura ipogea contemporanea, in cui il parziale interramento sfrutta la stabilità termica del terreno per ridurre dispersioni e oscillazioni termiche dell’involucro.

Lacaton & Vassal: It's Nice Today: On Climate, Comfort, and Pleasure

I. Ruby, A. Ruby, Anne Lacaton, Philippe Vassal

Anno: 2024

Il libro esplora la filosofia progettuale dello studio di architettura Lacaton & Vassal, mettendo al centro il rapporto tra clima, comfort e qualità della vita. Attraverso progetti, riflessioni e approfondimenti, il libro mostra come l'architettura possa creare spazi generosi, luminosi e piacevoli, valorizzando la ventilazione naturale, la luce del giorno e il benessere delle persone senza ricorrere a soluzioni tecnologiche complesse.

FAQs

Quali sono le strategie passive più efficaci?

Non esiste una strategia universalmente migliore, poiché l’efficacia dipende dal clima, dall’orientamento e dalle caratteristiche dell’edificio. Tra le principali strategie passive rientrano l’orientamento rispetto al sole, il controllo della superficie finestrata, l’inerzia termica dell’involucro, i sistemi di captazione solare e le tecniche di ventilazione e raffrescamento naturale.

È possibile vivere in un Trullo tutto l'anno con il massimo comfort?

Sì, ma il livello di comfort dipende anche dalle abitudini degli occupanti, dalla gestione dei ricambi d’aria e dall’eventuale integrazione di sistemi impiantistici. L’elevata inerzia termica dei Trulli contribuisce a stabilizzare le temperature interne, ma mantenere standard di comfort costanti durante tutto l’anno può risultare complesso, soprattutto in presenza di condizioni climatiche particolarmente calde o fredde.

Si può trasformare un edificio esistente in bioclimatico?

Sì, attraverso interventi mirati di riqualificazione energetica che integrano principi bioclimatici compatibili con l’edificio esistente. Tra le soluzioni più comuni rientrano sistemi di schermatura solare, miglioramento dell’involucro, serre solari, ventilazione naturale e utilizzo di materiali ad alta massa e igroscopici.

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