Strategie e modelli per una progettazione bioclimatica (multi-ambientale)

La bioclimatizzazione degli edifici rappresenta uno dei principali obiettivi della transizione ecologica: avere abitazioni completamente autonome dal punto di vista climatico, ovvero il principio dell’autarchia applicato al funzionamento del tessuto costruito, significa rendersi quasi completamente indipendenti da qualsiasi forma di approvvigionamento esterno e quindi dallo sfruttamento delle risorse ambientali.

Molti importanti edifici vengono realizzati con uno studio a monte per rispettare i parametri dell’architettura passiva, uno tra tanti (e trai più recenti) è lo Stadio Al Janoub, in Quatar, mirabile progetto di ZHA Architecture ad Al Wakrah, una città costiera 23 km a sud di Doha, collegata alla capitale tramite la linea rossa della nuova metropolitana di Doha.

Il progetto, che evoca le tipiche imbarcazioni a vela arabe, segue i principi di progettazione passiva guadagnati con l’utilizzo di simulazioni, modelli computerizzati e test in galleria del vento per massimizzare l’efficacia della copertura dello stadio (il design del tetto è un’astrazione degli scafi dei dhow capovolti e ammucchiati insieme per fornire ombra e riparo).

Obiettivi della climatizzazione passiva e come raggiungerli

Per ridurre il fabbisogno di combustibili ed energia per il riscaldamento e il raffreddamento degli edifici è fondamentale che la progettazione si basi su strategie bioclimatiche passive risultato degli studi sui modelli climatici relativi al sito dove l’edificio sorge.

Un sistema articolato di analisi che permette di prevedere (a monte) la temperatura e l’umidità relativa delle stanze ed apportare eventuali modifiche al progetto in fase iniziale.

L’obiettivo resta sempre quello di ridurre le emissioni di CO2.

Strategie per un’architettura bioclimatica a cura di Charles Gallavardin

Charles Gallavardin  è Co-Founder – General Director di KANOPEA ARCHITECTURE STUDIO / T3 ARCHITECTS / KANOPYA LIVING (Lodges)

Le strategie progettuali bioclimatiche di base per ridurre i consumi energetici legati alla climatizzazione interna sono:

• Analisi dell’orientamento e valutazione dei fenomeni metereologici nelle diverse stagioni: irraggiamento, presenza dei venti, fenomeni di pioggia;
• Sulla base di questa analisi si può intervenire con protezioni solari strutturali, ovvero grandi aggetti per proteggere le facciate principali dall’esposizione solare (per evitare il surriscaldamento), oppure con l’ombreggiamento delle aperture: ombrelloni con lamelle orientabili o persiane a lamelle per preservare il flusso dell’aria naturale ma proteggere il vetro dall’esposizione al sole; o pergolati per proteggere le grandi finestre ed evitare che il pavimento dei terrazzi diventi troppo caldo a causa dell’esposizione diretta al sole che porta al surriscaldamento interno se le finestre rimangono aperte;
• Migliorare l’isolamento termico includendo: isolamento esterno della facciata (se l’edificio lo consente in termini di materiali e normativa territoriale). Isolamento del tetto, preferibilmente con materiali di origine biologica come lolla di riso, lana di legno, piume d’anatra. Oppure con materiali riciclati come tessuti riciclati. Rinnovo degli infissi. Ulteriore fattore di isolamento delle pareti e del pavimento, da valutare con gli ingegneri, eseguendo uno studio termodinamico per verificare come reagisce l’edificio con le persone e le attrezzature.
• Migliorare il sistema di ventilazione favorendo la ventilazione naturale di tutte le stanze della casa mediante ventilazione incrociata (due facciate opposte aperte sull’esterno per creare un flusso d’aria naturale). Aggiungere una ventilazione meccanica (ventilazione a flusso singolo o doppio a seconda dell’edificio) per garantire un adeguato ricambio dell’aria viziata. Aggiungere ventilatori a soffitto o a parete.
• Utilizzare fonti rinnovabili: pannelli solari, biomassa, turbina eolica.

Queste strategie sono valide sia per le nuove costruzioni che per le ristrutturazioni ma in queste ultime, spesso, le difficoltà di attuazione sono maggiori per l’impossibilità di intervenire su alcuni elementi come l’orientamento dell’edificio per esempio.

Progetto 1 – Ostello Hippo Farm (Vietnam)

Studiando la direzione del vento sia nella stagione secca (per sfruttare al massimo la ventilazione naturale) che nella stagione delle piogge (per proteggere le facciate), il team di Kanopea Architecture Studio / T3 Architectes ha dato vita all’Ostello Hippo Farm, una struttura bioclimatica che poggia su alcuni box per cavalli riutilizzati.

Le pareti sono realizzate in mattoni locali ricoperti da un rivestimento di calce naturale mista a sabbia rossa locale. Il tetto è isolato con lolla di riso sfusa mescolata con farina fossile che aiuta a prevenire gli insetti.

Lo scaldacqua solare sul tetto è rivolto a sud per essere il più efficiente possibile e produrre acqua calda quando necessario.

Progetto 2 – Villa bioclimatica (Vietnam)

Una villa ad uso residenziale studiata per i climi tropicali. L’architettura segue i principi della bioclimatica, con un grande tetto isolato che copre le diverse parti della casa.

Le aree comuni sono ventilate naturalmente (solo ventilatori a soffitto) Le due camere da letto sul retro sono adeguatamente isolate (lolla di riso per il tetto, cemento cellulare per le pareti, doppi vetri) per mantenere fredda l’aria. Il muro principale della facciata est è realizzato in argilla rossa di Ho Tram.

I benefici della ventilazione incrociata a cura di Alventosa Morell Arquitectes

La ventilazione incrociata è una soluzione ottimale per climatizzare l’abitazione in maniera naturale, si ottiene posizionando le aperture sui lati opposti.

Una forma meno comune di ventilazione incrociata è quella di ricavare un cortile interno collegato con l’esterno, come ci raccontano i progetti di Alventosa Morell Arquitectes.

 Alventosa Morell Arquitectes, Casa CB, Eixample di Sabadell, Barcellona

Ristrutturazione di una casa monofamiliare di 104,65 mq situata nel cortile interno di uno dei lotti confinanti. Per questa sua collocazione risulta scarsamente illuminata e molto umida.

La soluzione dell’architetto è stata quella di “spostare” il cortile esistente al centro dell’abitazione, in maniera che diventi un pozzo di luce e aria su cui tutti gli ambienti affacciano. Questo cortile, vetrato nella parte superiore, gode di condizioni migliori e fornisce luce, aria, irraggiamento, ventilazione a tutta la casa.

Allo stesso tempo, controlla passivamente la temperatura interna mantenendola confortevole tutto l’anno con un fabbisogno annuo di 19 kW/mq. Inoltre, le nuove pareti strutturali in ceramica aiutano a regolare l’umidità interna e a stabilizzare le oscillazioni di temperatura.

Il metodo Passivhaus

Ormai non ci sono più limiti per chi desidera costruire o trasformare la propria abitazione in un edificio passivo, di recente in Italia l’istituto ZEPHIR Passivhaus Italia (emanazione dell’ente certificatore tedesco International Passive House Association) ha certificato il primo appartamento al mondo realizzato con l’omonimo protocollo per case passive.

Le abitazioni nuove o ristrutturate certificate dall’ente hanno un fabbisogno annuo di circa 1,5l/mq di gasolio o altro carburante, contro i quasi 10 delle abitazioni tradizionali e permettono un risparmio del 90% rispetto ai normali costi. Alla base di questo efficiente sistema studiato nei minimi dettagli c’è l’assenza di ponti termici e una straordinaria tenuta all’aria degli ambienti interni.

I principi del protocollo Passivhaus sono:

• Alto livello di coibentazione termica;
• Telai delle finestre ben coibentati con tripli vetri basso emissivi (a Sud Italia sono sufficienti doppi);
• Involucri ad elevata tenuta dell’aria:
• Ventilazione con recupero di calore ad alta efficienza.

Progetto  – Ristrutturazione Val Vigezzo

Il progetto affronta la ristrutturazione di una baita di montagna in Val Vigezzo, trasformata in una residenza privata. L’obiettivo è stato quello di recuperare l’immobile adeguandolo agli standard di comfort e di performance energetiche richiesti dal protocollo Passivhaus pur rispettandone le caratteristiche costruttive.

Si è cercato di preservare il più possibile la struttura muraria esistente realizzata in pietra locale così come il caratteristico manto di copertura in piode, molto diffuso nelle zone montuose. La durabilità e la compatibilità con il luogo hanno guidato la scelta dei nuovi elementi da inserire quali solai, pavimentazioni, rivestimenti interni e serramenti.

Dal punto di vista strutturale l’involucro esterno in pietra è stato integrato con elementi in legno per la realizzazione dei solai e la nuova struttura portante della copertura mentre per la coibentazione dell’involucro termico è stato privilegiato l’utilizzo di materiali isolanti di origine naturale.

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