Architettura vernacolare e sistemi passivi

DARCHITETTURA VERNACOLARE E SISTEMI PASSIVI a sempre lo scopo dell’architettura è quello di proteggere l’uomo dall’ambiente esterno e creare il miglior comfort con i materiali e le tecniche a disposizione. Questa viene definita architettura vernacolare ed è un tipo di architettura ancora fortemente presente nelle campagne cinesi (e in tutti quei luoghi rurali in cui non sono arrivate le tecnologie moderne di costruzione). L’architettura vernacolare nasce dall’adattamento dell’uomo alle caratteristiche bioclimatiche del luogo ed è legata all’utilizzo delle risorse locali per proteggersi dal clima esterno con il minimo consumo.[22] L’architettura vernacolare è frutto della tradizione e della saggezza popolare nella quale vi è un intervento poco o nullo da parte di figure professionali e vi è un consumo molto limitato di energia. Dalla fine degli anni ‘80, in seguito alla presa di coscienza sul consumo energetico degli edifici, si assiste ad un revival di questo tipo di architettura e molti degli elementi tipici dell’architettura vernacolare di varie parti del mondo vengono recuperati nel concetto di Architettura Bioclimatica: ovvero quel tipo di architettura che sfrutta metodi di costruzione, condizioni climatiche e specifiche del luogo utilizzandole a proprio vantaggio per migliorare le prestazioni energetiche degli edifici. Tra i sistemi più utilizzati rientrano l’orientare l’edificio in base al sole e al vento, dimensionare e posizionare le aperture nel metodo più ottimale e scegliere accuratamente i materiali dell’involucro edilizio. Alcuni di questi sistemi passivi vengono applicati seguendo le regole del feng-shui, pratica molto importante e tenuta in alta considerazione nella architettura tradizionale cinese, come per esempio l’orientamento dell’edificio in modo da ricavare tutta l’energia solare possibile o l’utilizzo dell’acqua. Alcuni elementi tipici dell’architettura bioclimatica tuttavia potrebbero essere di più difficile applicazione nella progettazione di edifici cinesi in quanto vanno a scontrarsi con dei dogmi alla base del feng shui, come per esempio quello di evitare le correnti d’aria.

Ambiente confortevole a costo zero

Generalmente un ambiente confortevole ha una temperatura che va dai 18 °C ai 26 °C, un’umidità tra il 40 e il 65% e una velocità dell’aria da 0 a 2 m/s e il concetto di efficienza energetica si riferisce alla quantità di energia necessaria per raggiungere queste condizioni all’interno dell’abitazione minimizzando il consumo di energia. Come già detto, i consumi principali in un edificio sono dati da riscaldamento, raffrescamento e ventilazione e ad influenzare la necessità di energia concorrono fattori esterni (temperatura e umidità esterni, velocità del vento e radiazione solare), fattori interni (forma e orientamento, proprietà dei materiali usati, distanza tra gli edifici) ma anche fisici (vestiti, attivita, età e sesso).

Sono diverse le tecniche passive per ottenere il maggior comfort possibile a costo zero e, anche se difficilmente queste bastano per ottenere un ambiente confortevole, aiutano a rendere i sistemi attivi, e di conseguenza i consumi energetici, meno gravosi. Per tale motivo la progettazione di edifici, soprattutto nelle zone rurali, dovrebbe tenere in considerazione questi elementi al fine di ridurre i sistemi attivi, e di conseguenza il consumo energetico.

Passivo solare

Per ottenere il massimo dall’energia del sole, occorre che l’edificio sia progettato in modo tale da favorire l’accumulazione di radiazione solare e la distribuisca a tutto l’edificio oppure la rilasci gradualmente. Vi sono diversi sistemi che permettono di catturare la radiazione solare: possono essere sistemi diretti, in cui attraverso la radiazione di scalda una porzione di edificio o un elemento a contatto con esso, oppure sistemi indiretti, forzando l’aria attraverso elementi che accumulano calore e facendo poi circolare l’aria. Uno dei sistemi più utilizzati è quello che sfrutta l’effetto serra: l’utilizzo di vetrate in facciata o sul tetto permette alla radiazione solare di entrare e riscaldare l’ambiente interno fungendo da serra. Delle grosse finestre orientate verso sud, verande o lucernari possono raccogliere molta radiazione solare durante il giorno, tuttavia è importante che queste vengano debitamente schermate nei mesi più caldi, in modo da diminuire la radiazione solare che colpisce l’edificio durante le ore più calde della giornata e diminuire la necessità di raffrescamento. Soluzioni usate di frequente sono sistemi di oscuramento esterni, come

frangisole o tende da esterno, la creazione di porticati che proiettino ombra sulla facciata e creino uno spazio di transizione tra l’interno e l’esterno o anche il posizionamento di vegetazione decidua, che con il fogliame protegga dalla radiazione durante l’estate, ma non impedisca di colpire l’edificio durante i mesi più freddi. Un altro sistema solare passivo è quello del roof-pond, che sfrutta le capacità termiche dell’acqua di assorbire e rilasciare il calore creando un cuscinetto d’acqua sul tetto. In inverno l’acqua ha il compito di accumulare la radiazione solare durante il giorno mentre durante la notte viene coperta con del materiale isolante per fare in modo che rilasci il calore accumulato verso l’interno. In estate invece viene coperta durante il giorno per evitare che si surriscaldi e scoperta durante la notte, in modo che l’acqua si raffreschi e sia pronta ad assorbire il calore interno durante il giorno. Questo sistema è ottimale in quelle fasce climatiche in cui occorre tanto un raffreddamento estivo quanto un riscaldamento invernale. Anche il rapporto tra la superficie totale delle finestre e quello della parete con lo stesso orientamento dovrebbe essere calcolato: finestre più grandi beneficiano di maggior luce e un maggior apporto di calore in inverno, ma apporteranno troppo calore durante l’estate. Potrebbe quindi essere utile utilizzare una proporzione che aiuti a ridurre l’energia sia per il riscaldamento che per il raffrescamento. Secondo alcuni calcoli il consumo minimo di energia in tutti gli orientamenti si ottiene con una proporzione di 0.2.[19]

Ventilazione naturale

La ventilazione naturale consente un ricambio della qualità dell’aria interna pur non consentendo, nella maggior parte dei casi, il raggiungimento di una totale condizioni di comfort termoigrometrico e di qualità dell’aria stessa. Infatti la ventilazione naturale dipende dal gradiente termico che si riesce a sfruttare tra i diversi affacci e dalla presenza di intensità di vento adegatamente sfruttabile. Si aggiunga poi che tali condizioni possono essere variabili nel corso della giornata e dell’anno e quindi diventa difficile controllare adeguatamente il clima interno attraverso la ventilazione naturale dei locali. Per provare a sfruttare questa opportunità, sicuramente vantaggiosa economicamente, occorre, in primo luogo, che le aperture di porte e finestre sia interne che esterne siano studiate in base alla direzione predominante del vento in modo che questo scorra agilmente e senza creare ventilazione incrociata. Per regolarlo si utilizzano aperture sull’edificio come finestre, porte e aperture sul tetto e può essere controllata eventualmente con deflettori d’aria, che incanalino l’aria e facilitino lo spostamento d’aria all’interno dell’edificio. E possibile anche creare edifici che sfruttino l’effetto camino con torri del vento, come quelle tipiche dell’architettura vernacolare iraniana e altri si-

Sistemi di ventilazione naturale

Fonte: Manzano, Montoya, 2015

stemi di ventilazione naturale. Anche la creazione di un tetto ventilato può aiutare a tenere fresco l’edificio, lasciando che la ventilazione naturale porti via la radiazione solare accumulata tra la copertura e il sottotetto. Utilizzando dei deflettori d’aria meccanici inoltre è possibile bloccare e liberare l’aria intrappolata nel tetto, creando un ‘cuscinetto’ che limiti lo scambio di calore con l’esterno nei giorni più freddi.

Isolamento

Per minimizzare i consumi e mantenere il calore acquisito, occorre che l’involucro edilizio sia fatto con materiali con un coefficiente di scambio termico abbastanza basso, sia per i muri che per il tetto che per gli infissi. L’isolamento termo–acustico di un edificio può essere realizzato con diversi tipi di materiali: di sintesi ricavati dal petrolio (come polistirolo o poliuretano), minerali (come lana di roccia o lana di vetro), ma anche di origine naturale (fibre di legno, lino, canapa, sughero, e anche lana di pecora). Elementi costruttivi derivati dagli scarti agricoli stanno diventando sempre più popolari grazie al loro basso impatto ambientale e sostenibilità. L’utilizzo di materiali di scarto derivati dal riso, dal grano o dal legno, materiali molto abbondanti nelle campagne cinesi, per la produzione di isolanti avrebbe la funzione doppia di ridurre i consumi delle abitazioni e dare una funzione agli scarti che spesso vengono lasciati nei campi o bruciati, con conseguenze negative per l’ambiente. Isolanti derivati dagli scarti del riso e del grano che vengono pressati e incollati assieme possono avere conducibilità termiche anche molto basse (0.036 -- 0.076 W/mK).[24] In Cina nel 1998 è partito un progetto pilota, guidato dall’associazione ADRA (Adventist Development and Relief Agency) e dell’architetto Kelly Ler-

ner[p] che aveva come obiettivo quello di fornire alloggi sicuri, sostenibili ed economici utilizzando un materiale di scarto disponibile localmente, ovvero la paglia. Il primo edificio costruito è stato una scuola, dopo che la precedente venne demolita da un terremoto, alla quale sono seguiti diversi altri progetti e nel 2006 le costruzioni con il fieno erano diventate più di 600.[p] Gli edifici costruiti con questo sistema permettono di sostituire parte della muratura con delle balle di fieno, andando ad inserirsi tra i pilastri, con il risultato che gli edifici sono più isolati sia termicamente che acusticamente, consumano meno energia e sono più sicuri in caso di terremoto.[23] A incidere sulla dispersione termica dell’edificio in maniera consistente vi sono anche i serramenti: sono da prediligere serramenti a doppio vetro e necessita attenzione la loro posa, in modo da evitare spifferi e ponti termici. Per quanto riguarda l’isolamento del tetto, una tecnica presa a prestito dall’architettura vernacolare è quella del tetto verde. I Torvtak, letteralmente ‘tetti di torba’, sono diffusi nell’architettura vernacolare scandinava già dai tempi dei vichinghi e permettono di creare uno strato isolante che riduce sia la dispersione di calore, che l’assorbimento eccessivo di radiazione solare.

Torvtak tradizionali nelle isole Fær Øer

Umidità

Troppa o troppa poca umidità possono influire sul comfort ambientale, modificando la percezione della temperatura, ma anche portare a problemi fisici. Per un ambiente confortevole l’umidità relativa interna deve mantenersi tra il 40-60% con una temperatura di circa 21°C. Se l’ambiente è più caldo, occorre una percentuale di umidità più bassa, e viceversa. In caso di eccessiva umidità, si crea un clima ideale per la proliferazione di batteri indesiderati e spore fungine, che possono causare allergie e infezioni. Un’umidità insufficiente nell’aria, causata anche dal riscaldamento, può portare a problemi respiratori, seccando le vie respiratorie e irritando la pelle mentre un eccesso di umidità favorisce la comparsa di muffe e la proliferazione dei batteri. Per risolvere il problema di un ambiente troppo secco si possono utilizzare delle piante oppure far scorrere dell’aria sopra una superficie d’acqua. Se invece l’umidità è troppa è possibile assorbirla attraverso sali assorbenti o celle saline.