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Progettazione sostenibile: si parte dal contesto e dal clima

L’impatto del settore delle costruzioni sull’ambiente è tra i più elevati delle attività umane e proprio per questo nel tempo hanno trovato ampio sviluppo modalità di progettazione sostenibili ed ecologiche. Ogni costruzione dovrebbe inserirsi armonicamente nell’ambiente naturale, non come un corpo estraneo autonomo, ma come una parte in relazione con esso. Vediamo quali sono le basi della progettazione bioclimatica

A cura di: Arch. Gaia Mussi

Progettazione bioclimatica e sostenibile

 

Sostenibilità significa che l’uomo soddisfa i propri bisogni senza superare la capacità naturale del pianeta di “assorbire” le conseguenze delle attività umane. Le basi della progettazione sostenibile impongono un approccio strategico che permetta di sfruttare a pieno il clima e il contesto in cui si colloca una costruzione, per soddisfare nel migliore dei modi le esigenze di comfort di chi la vivrà. La progettazione bioclimatica, quindi, ha l’obiettivo di progettare per l’uomo e il suo comfort, rapportandosi nel modo più vantaggioso con il microclima e risorse fisico-naturali del luogo. 

Il primo passo: lo studio del contesto

Un edificio progettato secondo precisi criteri permetterà di ridurre il fabbisogno di energia per il proprio funzionamento, con un minor impatto ambientale e un’integrazione ottimale con l’ambiente circostante. Una progettazione consapevole e sostenibile non dovrebbe nemmeno cominciare senza aver approfondito e conosciuto le caratteristiche del contesto di riferimento. È importante conoscere il luogo e il clima, in modo da poter approfittare delle qualità e ridurre le criticità, informandoci in merito ad alcuni dati, quali la latitudine, eventuali pendenze e il loro orientamento e la presenza di vegetazione. Studiare il contesto permette di poter eseguire un progetto che sia davvero in relazione con ciò che lo circonda; dobbiamo porci delle domande e fare in modo che vi siano tutte le risposte. Ad esempio, che tipologia di terreno c’è? Ci sono dei corsi d’acqua? Ci sono fonti di rumore in prossimità del sito?

 

Analisi del contesto per una progettazione consapevole e sostenibile

L’analisi del contesto è il primo passo fondamentale per una progettazione consapevole 

Lo studio del clima

Con clima intendiamo l’insieme dei fenomeni atmosferici e delle condizioni metereologiche che interessano un territorio. Parliamo di microclima in quanto in fase di progettazione sarà necessario concentrarsi su di un’area specifica e limitata. Ma quali sono i parametrici climatici da prendere in considerazione per la progettazione? I parametri fisici che determinano un clima sono principalmente la temperatura, i venti, l’umidità relativa, il soleggiamento, la pressione e le precipitazioni. Tutti questi parametri sono influenzati da una serie di fattori climatici – come ad esempio l’altitudine – dettati dalla località. In aiuto del progettista, ci sono i dati climatici con valori medi giornalieri di temperatura, umidità ed irradiazione.

 

Analisi dei dati climatici per una progettazione sostenibile ed efficiente

Esistono archivi dei dati climatici suddivisi per zone. Questo diagramma dei venti è preso da Climate Consultant, un tools utile per l’analisi del clima locale.

 

È importante conoscere la temperatura dell’aria di un luogo per comprendere quale siano le migliori scelte progettuali da compiere, in merito a materiali e tipologia costruttiva. Per fare un esempio banale, la coibentazione di un edificio dal clima montano non sarà mai eseguita nello stesso modo in un’abitazione collocata in un clima caldo.

 

Allo stesso modo, essere informati riguardo i principi di irraggiamento solare permette di progettare in modo da sfruttarne nel maggior modo possibile gli apporti e controllare fenomeni quali il surriscaldamento. La radiazione solare che colpisce una superficie, oltre che diretta e diffusa, è anche riflessa; questo significa che la presenza di superfici riflettenti nel contesto in cui si sta progettando – ad esempio uno specchio d’acqua – può influire sugli apporti solari da conteggiare.

 

Per studiare i percorsi del sole si può far riferimento alla carta dei percorsi solari

Per studiare i percorsi del sole si può far riferimento alla carta dei percorsi solari, specifica per ogni latitudine

Strategie progettuali

Una volta noti il quadro climatico e il contesto fisico in cui ci troviamo, si procede con la fase di progettazione secondo apposite strategie che permettano di sfruttare a pieno i punti favorevoli del luogo e limitare quelli sfavorevoli. Il rapporto tra interno ed esterno determina la qualità ambientale di un edificio, quindi va posta molta attenzione se vogliamo ottenere un risultato di valore.

 

La prima delle decisioni da prendere sarà quella relativa all’orientamento dell’edificio, che deve essere tale da favorire gli apporti solari durante la stagione invernale, ridurre le dispersioni termiche, favorire la ventilazione naturale degli ambienti ed evitare il surriscaldamento durante la stagione estiva. I parametri che influiscono su questa scelta sono la temperatura, l’umidità e l’orientamento dei venti prevalenti. Sulle superfici a Sud si ottiene il massimo soleggiamento, contrariamente al Nord, su cui spesso insistono anche i venti più freddi. Nel tempo si sono ipotizzate diverse soluzioni di orientamento ottimale, dall’orientamento Nord-Sud all’asse eliotermico, ma secondo studi bioclimatici più recenti l’inclinazione che permetterebbe un irraggiamento uniforme sulle diverse facciate di un edificio sarebbe pressappoco lungo l’asse Nord-Est (per la precisione con un’inclinazione di 32° rispetto all’asse Est, verso Nord).

 

Una volta stabilito l’orientamento, si procederà con lo studio della forma, che dovrà essere tale da controllare adeguatamente i cambiamenti climatici del sito. La forma deve garantire la minor quantità di dispersioni durante i mesi invernali e riparare dall’irraggiamento estivo. A questo proposito, va tenuto presente che il rapporto tra la superficie disperdente e il volume di un edificio, incide sul suo comportamento termico di quest’ultimo, in quanto forme compatte e un volume ridotto garantiscono meno dispersioni; per questo il rapporto S/V andrebbe mantenuto basso.

 

Chiaramente ogni criterio va valutato, come detto, sulla base del clima locale. In un luogo molto caldo e secco, l’obiettivo principale sarà difendersi dall’irraggiamento solare con portici, soffitti alti e ombreggiamenti; mentre in un clima umido la scelta di una forma maggiormente aperta può garantire maggiori scambi per ventilazione.

 

Forma e orientamento dell’edificio per una corretta progettazione

L’orientamento individuato è quello con un’inclinazione rispetto all’asse Est-Ovest, mentre nell’immagine a sinistra si vedono diversi rapporti S/V rispetto alla forma cubica di riferimento (da “Alamanacco dell’Architetto”) 

Aperture e tipologie costruttive

Alla luce di queste considerazioni è chiaro che nella progettazione bioclimatica rivestono un ruolo determinante le superfici trasparenti e le tipologie costruttive che si scelgono. Le superfici vetrate sono strumenti per garantire un’illuminazione naturale ottimale negli ambienti e captare l’irraggiamento solare, non sono “componenti d’arredo” da posizionare secondo solo gusti estetici o regole compositive. Ogni superficie deve essere adeguatamente schermata e garantire i massimi vantaggi per il microclima interno. Allo stesso modo, scegliendo la tipologia costruttiva e i materiali è necessario considerare fattori quali l’inerzia termica e l’isolamento. Esistono strumenti che aiutano nella valutazione di alcune scelte progettuali, in base alla località e a fattori climatici quali temperatura e umidità, tra cui il diagramma di Givoni. Si tratta di un diagramma psicometrico, che mette in relazione umidità e temperatura, individuando zone di comfort e di discomfort, sulle quali si possono studiare le adeguate strategie (passive e non) risolutive.

 

Diagramma psicometrico per una corretta progettazione

Il diagramma psicometrico riporta sull’asse delle ascisse la temperatura e su quello delle ordinate l’umidità. Nel riquadro giallo si leggono le strategie utili a risolvere le “aree” di discomfort individuate dal grafico.

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