La progettazione Bioclimatica

L’architettura bioclimatica è quell'arte della progettazione architettonica che parte dalle caratteristiche climatiche e ambientali del sito di edificazione e riesce a sviluppare un progetto coerente, sfruttando al massimo l'energia e le possibilità offerte dal territorio.

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Progettare secondo i principi della bioclimatica significa progettare con saggezza. Lo scopo è di creare edifici sostenibili e ad alto benessere abitativo, sempre in tensione verso l'autosufficienza energetica, per questo la bioclimatica è una disciplina che è parte integrante della bioedilizia.

La bioclimatica prende in considerazione l’intera struttura come un corpo unico e la progettazione avviene secondo un principio olistico, che guarda al contesto esterno e lo integra alle necessità dei committenti. Il risultato è un edificio sostenibile nel breve e nel lungo periodo e capace di trarre beneficio anche dagli effetti dei climi più estremi.

Le caratteristiche principali della progettazione bioclimatica sono:

  • Lo studio e lo sfruttamento delle condizioni climatiche e della conformazione del territorio.
  • La ricerca della migliore prestazione al minor sforzo energetico.
  • La salubrità degli ambienti che compongono la struttura.

Non è solo una questione di sostenibilità ambientale ed economica, ma anche di lungimiranza. Costruire senza considerare l’influenza del contesto esterno è come combattere una battaglia alla Don Chichotte: noi non dobbiamo provare a fermare le pale, dobbiamo sfruttarle!

 

bioclimatica mulino a vento

 

Storia della progettazione Bioclimatica

 

I primi scritti ad inconsapevole sostegno dell’attuale progettazione bioclimatica li dobbiamo all’architetto Romano Marco Vitruvio Pollione, vissuto verso il 50 a.c.:

“Gli edifici saranno disposti nel modo giusto se si terrà conto innanzitutto delle regioni e delle latitudini nelle quali si troveranno. Sembra infatti opportuno che gli edifici siano costruiti in un certo modo in Egitto, in un altro in Spagna, non nello stesso modo nel Ponto, ancora in modo diverso a Roma e così via in tutte le altre località con diverse caratteristiche sia dei terreni che del clima, poiché in una zona la terra viene influenzata da vicino dal corso del sole in un'altra questo è più lontano; in una di mezzo si troverà alla giusta distanza.”

Ma ancor prima Socrate, in Senofonte, si interrogava sull’utilità di una costruzione intelligente: 

“Non è forse piacevole avere una casa fresca d’estate e calda d’inverno?”

Possiamo tranquillamente affermare, dunque, che la storia della bioclimatica sia antica quanto l’uomo e discenda da quell’attenta osservazione dei rapporti che legano la vita (bios) al clima, rapporti che nell’epoca moderna di sono concretizzati in una disciplina specifica: la Bioclimatologia, nata verso i primi del ‘900. Attraverso l’osservazione delle connessioni tra clima e vita, essa ha definito il modo in cui l’uomo costruisce la propria casa, partendo dalle caratteristiche climatiche della regione in cui risiede.

A partire dagli anni Sessanta, grazie alle spinte ambientaliste e al desiderio di ritorno a una vita a contatto con la natura, non solo gli architetti, ma anche biologi e filosofi hanno iniziato a interessarsi alle connessioni tra l’uomo, l’architettura e l’ambiente.

Verso la fine degli anni Ottanta, le teorie della bioclimatica cominciarono a diffondersi in modo più articolato, dando vita alla pratica dell’architettura bioclimatica.

Nel 1987 il “Rapporto Burdtland”, redatto dalla Commissione Mondiale sull’Ambiente e lo Sviluppo, diede origine al concetto di sviluppo sostenibile. Da quel primo documento derivano gli obiettivi dell’Agenda ONU 2030 che l’architettura bioclimatica soddisfa perfettamente.

Obiettivi ONU di sviluppo sostenibile - SDGs 2030

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Principi generali della progettazione bioclimatica

 

Sono stati scritti moltissimi testi sulla progettazione bioclimatica e in questa sezione desideriamo semplicemente metterne in luce i principi fondamentali, consapevoli che sia impossibile esaurire i contenuti se non, forse, con un dottorato di ricerca!

 

Bioclimatica: scegliere il luogo in cui costruire

 

La scelta del luogo in cui costruire è, più o meno consapevolmente, il primo passo verso una progettazione bioclimatica.

È buona norma tenere conto di aspetti quali la riduzione del consumo di suolo, la presenza di agenti inquinanti, la qualità dell’aria, la disponibilità di fonti di energia rinnovabile e le caratteristiche delle vie di accesso (strade, autostrade…). Anche le peculiarità del lotto, il suo specifico sviluppo e i vincoli presenti giocano un ruolo determinante.

 

bioclimatica dove costruire2

 

Spesso si tralasciano queste valutazioni e si tende a concentrarsi sul solo edificio, quando anche il contesto condiziona la progettazione e la costruzione e, in ultima analisi, può rendere l’abitazione più confortevole e adeguata alle esigenze dei committenti.

 

Bioclimatica: Progettare l’orientamento degli spazi

 

La scelta dell’orientamento dell’edificio e di ciascun locale influenza tutto il progetto: l’organizzazione delle vie di accesso, la scelta dei materiali, la pianificazione del verde e lo studio degli impianti.

Come in una danza, dove è la musica che dà il ritmo, sono le condizioni esterne e le esigenze dei committenti che influenzano i passi progettuali in bioclimatica.

 

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Partiamo da alcune costanti.

Nelle zone temperate del nostro emisfero, d’inverno, il sole sorge a sud-est e rimane basso nel cielo, restituendo un esiguo irraggiamento, per poi tramontare a sud-ovest. D’estate, invece, sorge a nord-est e si leva a notevole altezza, accompagnato da un forte irraggiamento, prima di tramontare a nord-ovest.

Nella nostra città, Modena, a titolo di esempio, le estati sono molto calde e gli inverni rigidi, con un’umidità alta e persistente.

La scelta dell’orientamento dei locali varia al mutare dell’ambiente esterno, ma non solo, anche delle funzioni dell’edificio e di ciascuna camera. Per questo, a parità di esigenze abitative, si progetta in modo diverso a seconda della regione in cui ci si trova ed è questa la grande ricchezza della bioclimatica.

 

Bioclimatica: sfruttare la luce del sole

 

Una buona illuminazione naturale consente lo smorzamento di quella artificiale, con conseguenti benefici economici, energetici e fisiologici. La fonte solare, infatti, non affatica la vista e ci aiuta nella regolazione del ciclo circadiano (veglia-sonno).

La progettazione dello sfruttamento della luce solare parte da considerazioni semplici ma non banali. Facciamo un esempio:

La camera da letto, che viene utilizzate di notte, non ha bisogno di sfruttare la luce naturale quanto ne hanno bisogno il soggiorno e la cucina, dove si passa la maggior parte del tempo. Inoltre, dobbiamo tenere conto delle caratteristiche della luce: da nord è più fredda e diffusa; da sud è più calda e diretta. La luce proveniente da ovest ha più riverbero ed è più torbida di quella proveniente da est che, al contrario, è più limpida.

A seconda della funzione abitativa di ogni locale, si sceglie la strategia di raccolta della luce naturale.

 

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Ecco alcuni spunti "luminosi", oltre alle classiche finestrature:

  • Lucernari posti sul tetto e finestre poste nella parte superiore delle pareti restituiscono luce diffusa.
  • I cavedi, piccoli cortili interni, illuminano naturalmente i locali che vi si affacciano. Sono molto diffusi nel nord Europa.
  • I pozzi di luce, fatti da materiale riflettente, trasferiscono luce dall’alto verso locali difficilmente illuminabili.
  • I “tetti shell” fanno permeare luce diffusa all’interno della struttura e sono ottimi per grandi edifici.
  • Le serre bioclimatiche e i giardini d’inverno, la cui funzione è principalmente energetica, creano locali luminosi e abitabili dal piacevole tocco estetico. 

 

Bioclimatica: sfruttare il calore del sole

 

Lo sfruttamento del calore del sole è quasi sempre associato al fotovoltaico per la produzione di elettricità e al solare termico per il riscaldamento dell’acqua sanitaria.

Esistono altre tecniche, forse meno conosciute ma ugualmente efficaci, che sfruttano passivamente l’energia solare.

La progettazione bioclimatica propone pareti vetrate e serre solari che catturano l’irraggiamento e permettono di riscaldare i locali anche in inverno, tanto da essere considerate parte dell’impiantistica. All’interno, la presenza di un pavimento massivo (per es. in pietra o in cotto) accumula il calore dei raggi solari che lo colpiscono e lo rilascia lentamente durante le ore notturne, fungendo da volano termico.

Un tetto molto sporgente, se ben orientato, può protegge dai raggi solari estivi e contemporaneamente permette a quelli invernali (più bassi all’orizzonte) di irraggiare e riscaldare i locali durante il giorno.

E nelle stagioni più torride?

Per sfruttare i benefici dei raggi invernali ed evitare surriscaldamenti estivi, si possono inserire sistemi di schermatura solare. Sono dispositivi costituiti da lamelle orizzontali o verticali la cui regolazione e curvatura influenzano l’apporto e l’inclinazione dell’irraggiamento.

 

bioclimatica giardino verticale

 

Da non sottovalutare sono le schermature naturali, come le pergole, i tetti verdi e i giardini verticali perché, a parità di efficacia, rendono il progetto piacevolmente vivibile.

Il gioco sta nel valorizzare, più che nel contrastare, anche le condizioni più estreme.

 

Bioclimatica: sfruttare i venti e le correnti

 

Conoscete le torri del vento?

Le torri del vento (Badghir in Farsi) rappresentano la tecnica più efficace di raffrescamento passivo ad oggi conosciuta, sono originarie della Persia e risalgono al decimo secolo a.C.

 

bioclimatica torri del vento

 

Ciò nonostante, lo sfruttamento di venti, brezze e correnti d’aria rimane un aspetto ancora poco conosciuto nella progettazione architettonica, a dispetto degli evidenti benefici energetici.

Godere di una ventilazione naturale è possibile e prevede la canalizzazione di micro-correnti di aria calda e fredda all'interno dell'edificio.

Come?

  • Posizionando in modo tattico le finestre: tra le aperture a nord e quelle a sud si crea una differenza di temperatura, quindi di pressione, che genera una corrente naturale all’interno dell’edificio.
  • Tramite l’effetto camino: si sfrutta ancora la differenza di pressione poiché l’aria calda va verso l’alto e la fredda prende il suo posto. In questo modo si instaura un movimento d’aria continuo che dura finché il calore è presente. Si può ottenere con tetti ventilati o finestre poste sul tetto, in ambienti privi di altre bucature.
  • attraverso la "cattura" dei venti prevalenti, proprio come permettono di fare le torri del vento persiane, strutture replicabili anche alle nostre latitudini.

 

La serra bioclimatica

 

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La serra bioclimatica, chiamata anche pergola, veranda o tettoia, è un vero e proprio impianto, un sistema passivo che sfrutta l’energia sempre disponibile del sole. Migliora il comportamento energetico dell'abitazione e non richiede alcun altro tipo di energia se non quella solare.

La serra bioclimatica modella a tutti gli effetti il concetto di casa perché è parte integrante del progetto e rientra nella pratica costruttiva dell'architettura bioclimatica.

La serra bioclimatica, quindi, funziona al meglio se modellata in fase progettuale, ma questo non vuol dire che non si possa decidere di costruirla anche in un secondo momento.

 

Come funziona una serra bioclimatica solare

 

Il principio fisico sul quale si basa la serra bioclimatica è l’effetto serra: il vetro si lascia attraversare dall’irraggiamento solare, il quale scalda la massa che incontra all’interno; proprio quello che sperimentiamo quando entriamo in macchina in una giornata invernale ma particolarmente soleggiata.

Il funzionamento della serra bioclimatica è influenzato dall’irraggiamento stagionale e dall’orientamento, di conseguenza la buona progettazione risiede nella capacità di sfruttare al meglio questi due aspetti.

Se in inverno è necessario ottimizzare l’irraggiamento solare, d'estate, è necessario ombreggiare: si studiano schermature solari mobili o naturali (come alberi a foglia caduca), di forma e dimensioni adeguate alla latitudine in cui ci si trova.

Si dice che una serra solare sia preferibilmente esposta a Sud, ma l’orientamento deve tenere sempre conto dei reali apporti solari e della presenza di ombreggiamenti già esistenti (palazzi adiacenti, alberi, siepi). Non esiste quindi un orientamento giusto per tutti, ma un orientamento e un progetto funzionale ad ogni singola situazione.

 

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Anche lo studio della ventilazione e della grandezza e posizionamento delle aperture è di vitale importanza, per non rendere la serra bioclimatica inabitabili nei mesi estivi. La ventilazione si ottiene grazie al posizionamento oculato di aperture e serramenti apribili che permettano l’uscita dell’aria calda e l’entrata di aria più fresca, se necessario.

È possibile anche creare quello che viene chiamato effetto camino che sfrutta il principio del gradiente termico per cui l’aria calda, più leggera, va verso l’alto e la fresca, più pesa, verso il basso.

 

Quali sono i vantaggi di una serra bioclimatica?

 

 I vantaggi di una serra solare bioclimatica sono numerosi:

  • Riduce il fabbisogno energetico invernale e permette un risparmio in bolletta e nei costi ambientali. Per le pareti alla quale è addossata, inoltre, funziona come un cappotto termico.
  • Aumenta vivibilità e comfort perché aggiunge alla casa un ambiente luminoso e termoregolato, abitabile sia in estate che in inverno.
  • Aumenta il valore di mercato dell’abitazione senza aumentare la sua cubatura. Ciò è possibile perché la serra bioclimatica è considerata in molti comuni un vano tecnico, gratuitamente fruibile e non computabile nel volume totale dell’immobile.
  • Favorisce l’equilibrio psicofisico grazie al contatto più ravvicinato con la natura e alla possibilità di godere di un ambiente fortemente illuminato anche nei mesi invernali.
  • Rientra nell’Ecobonus con detrazione del 65% della spesa in dieci anni e in più, con l’arrivo del Superbonus al 110%, si può anche scegliere di cedere il credito o chiedere lo sconto in fattura.

 

giardino dinverno bioclimatica

 
Serra bioclimatica: la normativa

 

Le normative regionali e comunali possono essere molto diverse fra loro e da un territorio a un altro, fermo restando che per la normativa nazionale, una serra solare, per essere tale, deve avere una cubatura inferiore o uguale al 15 per cento di quella utile della casa.

In molte regioni, affinché si possa usufruire del superbonus, la serra deve costituire un risparmio energetico non inferiore al 10% del totale.

Consigliamo sempre di affidarsi a un tecnico per orientarsi tra le normative e la produzione dei documenti.

 

Alcuni esempi di case bioclimatiche

 

Ecco alcuni esempi di case bioclimatiche progettate e realizzate dallo Studio Lancri.

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Progettare un edificio secondo i principi dell’architettura bioclimatica richiede più tempo rispetto ad una progettazione standardizzata perché tutto parte dallo studio del contesto e dalle esigenze specifiche dei committenti.

si può dire che una casa bioclimatica sia come il vestito di un sarto, disegnata addosso al cliente.

Il risultato sarà un immobile dall’elevatissimo comfort abitativo e da consumi energetici minimi;  un investimento nel lungo periodo con ritorni anche nel breve periodo.

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