L’importanza dell’architettura bioclimatica nella progettazione di edifici sostenibili

Architettura Bioclimatica

Spesso usato come sinonimo di architettura sostenibile, il bioclimatismo definisce una relazione intima tra progetto architettonico e condizioni climatiche del luogo, trovando la massima espressione nell’architettura vernacolare.

Contenuti

Cos’è l’architettura bioclimatica

Possiamo definire un’architettura bioclimatica quando vi ritroviamo le seguenti caratteristiche:

  • Uso di materiali autoctoni ed ecologici, dal basso impatto ambientale e duraturi
  • Approfittamento e adattamento alla condizioni climatiche del luogo attraverso una corretta orientazione e progettazione
  • Gestione energetica sostenibile dell’edificio, attraverso la captazione, accumulazione e distribuzione di energia rinnovabile

Gli ideali dell’architettura bioclimatica

In passato il bioclimatismo nasceva dall’osservazione e dall’applicazione della logica e dalla razionalità nella progettazione, con l’obiettivo di una integrazione armoniosa con le specificità del luogo, tanto da un punto di vista ambientale come sociale ed economico.

L’avvento del cemento armato e la standardizzazione dei sistemi costruttivi hanno tuttavia comportato la scomparsa di una progettazione bioclimatica consapevole, con il risultato di un parco edificato attuale poco sostenibile.

In un contesto di cambio climatico e di transizione ecologica il bioclimatismo sta però tornando al centro del dibattito: l’efficienza energetica, l’uso di materiali di basso impatto, l’inclusione sociale e la circolarità economica sono ormai aspetti con i quali l’architetto contemporaneo deve confrontarsi.

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!

Perché scegliere l’architettura bioclimatica

I diversi scenari di cambio climatico elaborati dall IPCC contemplano una limitazione dei consumi e delle emissioni legate al settore edilizio, responsabile di circa il 40% dell’inquinamento atmosferico. L’innalzamento eccessivo della temperatura dell’aria, come noto, avrebbe effetti catastrofici sull’ecosistema terrestre, come l’innalzamento del livello del mare e la conseguente potenziale scomparsa di vere e proprie città. La progettazione architettonica dovrebbe quindi dare risposta alle necessità e alla situazione attuale attraverso:

  • Il miglioramento dell’efficienza energetica del parco edificato esistente
  • La progettazione di nuovi edifici non solo dai bassi consumi energetici di funzionamento, ma anche dalle minime emissioni associate ai materiali da costruzione.
 

In questo senso, è importante valutare l’impatto di una costruzione durante il suo intero ciclo di vita.

La componente verde nell'architettura bioclimatica

La vegetazione può svolgere molteplici ruoli in un edificio bioclimatico:

  • Proteggere dai venti predominanti
  • Schermare la radiazione solare
  • Raffrescare l’aria generando un microclima
  • Isolare termicamente nel caso di tetti verdi
 

Oltre a questo, può contribuire al benessere in ambienti interni grazie alla connessione con l’esterno e la natura (biofilia). Va aggiunto che la presenza di vegetazione autoctona può essere utile a preservare l’ecosistema locale evitando fenomeni come alluvioni e inondazioni.

Riscaldamento e raffrescamento passivo nell'architettura bioclimatica

L’obiettivo primordiale dell’architettura bioclimatica era quello di garantire le condizioni di comfort in modo totalmente passivo, ovvero attraverso l’ausilio di mezzi naturali e fonti di energia rinnovabile come il sole o il vento. Mentre in passato questa era una necessità vista la mancanza di sistemi di climatizzazione, al giorno d’oggi possiamo riscontrare l’applicazione di strategie e dispositivi bioclimatici in una netta minoranza degli edifici. L’esperienza passata e i programmi di simulazione avanzata di cui disponiamo ci permettono tuttavia di progettare accuratamente le condizioni termiche interne, ottimizzando i parametri principali che incidono sul fabbisogno energetico con l’obiettivo di prescindere il più possibile da sistemi HVAC: risulta fondamentale in questo senso la volontà e l’ambizione tanto del promotore come del team di progettazione.

Problemi nella Progettazione Bioclimatica

Possiamo dividere le architetture bioclimatiche in due grandi gruppi:

  • Edifici bioclimatici low-tech
  • Edifici bioclimatici high-tech
 

I primi si contraddistinguono per lo scarso o assente uso della tecnologia, ma una loro applicazione risulta spesso difficoltosa per i rigidi standard di comfort contemporanei. Sono inoltre generalmente molto più economici degli edifici high-tech, dove l’elevato livello di automazione e domotica richiede maggiori investimenti iniziali e di manutenzione.

La progettazione di sistemi di ventilazione naturale, ad esempio, specie in edifici non residenziali, può comportare l’immissione di polveri, polline e altri agenti contaminanti, per cui viene generalmente combinata a sistemi di controllo meccanici che garantiscono una corretta qualità dell’aria e del rumore.

In generale possiamo dire che negli edifici low-tech l’individuo ha un controllo attivo sul funzionamento energetico, mentre in quelli high-tech tale compito è relegato alla tecnologia.

L’utilizzo di materiali dal basso impatto ambientale, infine, come ad esempio la terra o la paglia, risulta spesso arduo vista l’attuale insufficienza di normative e certificazioni al rispetto. 

Esempi di architettura bioclimatica

A continuazione si elencano alcuni esempi di architettura bioclimatica del passato da cui possiamo tuttora apprendere molto e trarre ispirazione per progettare in modo sostenibile. Seguendo la classificazione di Strahler, sono stati raggruppati a seconda della latitudine.

Architettura bioclimatica alle basse latitudini

Alle basse latitudini la radiazione solare incide in modo perpendicolare durante la maggior parte dell’anno, con temperature molto elevate. Dove il clima è tendenzialmente secco, la nitidezza dell’aria favorisce inoltre un’oscillazione termica forte tra giorno e notte per la forte re-irradiazione notturna. Esempi di architetture bioclimatiche in climi caldi e secchi sono:

  • La casa Baghdad in Iraq
  • La casa hindu a Mohenjo-Daro in Pakistan
  • La casa Lanzarote alle isole Canarie
  • La casa torre in Yemen
  • Le torri del vento di Hyderabad in Pakistan
  • Le fortezze del sud del Marocco

Queste architetture sono caratterizzate dall’impiego di strategie bioclimatiche come:

Architettura bioclimatica
La casa Baghdad

Alle latitudini basse ma in climi umidi l’oscillazione termica tra giorno e notte è invece molto scarsa a causa della poca nitidezza dell’aria che impedisce la re-irradiazione notturna. Le strategie bioclimatiche sono quindi incentrate su:

  • Ventilazione naturale permanente (connessione totale con l’esterno)
  • Schermatura solare (vegetazione, ostacoli, superfici riflettenti)
 

Esempi in questo senso li troviamo nelle seguenti architetture:

  • La casa Falì nell’Africa sub-sahariana
  • Le palafitte in Venezuela
  • La casa sull’albero in Nuova Guinea
  • La casa Maya in Messico
  • La casa Bote nell’isola di Pasqua
  • L’architettura vernacolare in Indonesia
Architettura Bioclimatica
La costruzione a palafitta in Venezuela

Architettura bioclimatica alle medie latitudini

Alle medie latitudini, tra i 20 e i 60º, l’altezza del sole è molto variabile durante l’anno, provocando una differenza importante di temperature tra inverno ed estate. Mentre le oscillazioni annuali sono alte, quelle giornaliere tra giorno e notte dipendono dalla maggiore o minore presenza di umidità della zona. Le strategie bioclimatiche principali in questi climi sono:

  • Flessibilità rispetto alla captazione solare (massima d’inverno e minima d’estate)
  • Equilibrio di massa termica ed isolamento
  • Raffrescamento evaporativo (in climi secchi)
  • Ventilazione naturale
 

Esempi di architetture bioclimatiche a queste latitudini sono:

  • La casa Matmata in Tunisia
  • I trulli pugliesi in Italia
  • Le città sotterranee dell’Anatolia centrale in Turchia
  • La casa tradizionale delle isole Baleari
  • La casa tradizionale giapponese
  • Le costruzioni in paglia del sud della Spagna
Architettura bioclimatica
Le città sotterranee dell’Anatolia

Architettura bioclimatica alle alte latitudini

Alle alte latitudini il sole incide con un angolo solare molto basso, con temperature fredde anche durante l’estate. Le strategie principali sono dunque le seguenti:

  • Isolamento termico e conservazione dell’energia
  • Utilizzo di materiali dal riscaldamento lento per gli ambienti interni (legno)
  • Ventilazione per eliminare l’umidità in eccesso
  • Captazione solare (solo in climi di montagna dove è accessibile)
 

Esempi in questo senso sono:

  • L’igloo del nord del Canada, Groenlandia e Alaska
  • La casa-rifugio nomade della Lapponia
  • La Iurta (tenda trasportabile) della Mongolia
  • L’architettura vernacolare della Norvegia
Architettura Bioclimatica
Casa in legno norvegese con tetto vegetale

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