casa bioclimatica

GUIDA SULL’ARCHITETTURA BIOCLIMATICA

COS’È L’ARCHITETTURA BIOCLIMATICA?

L’architettura bioclimatica mira a massimizzare lo sfruttamento delle caratteristiche naturali del sito dove viene collocato il fabbricato per favorire il comfort e l’efficienza termica.

Viene data la massima importanza al rapporto tra l’edificio e il contesto in cui si colloca rispettando il paesaggio esistente ed integrando l’edificio nell’ambiente.

Nella progettazione dell’abitazione si mira a renderla termicamente efficiente tramite sistemi passivi minimizzando l’impiego di impianti di riscaldamento e climatizzazione.

La progettazione bioclimatica prevede quindi un ampio studio del sito in cui verrà realizzata l’abitazione prendendo in analisi alcuni elementi naturali tra cui il sole, il vento, l’acqua, il terreno e la vegetazione.

L’architettura bioclimatica deve essere in grado di adattarsi alle differenti condizioni climatiche. Per questa ragione vengono considerati tre differenti periodi dell’anno di cui si raccolgono i dati necessari per la corretta progettazione della forma, la scelta dell’orientamento e dei materiali dell’edificio: quello invernale, quello estivo e la mezza stagione. 

Durante l’inverno grazie all’irraggiamento solare diretto sulle pareti e in particolare sulle superfici vetrate viene scaldato l’interno dell’abitazione. Al tempo stesso deve essere trattenuto il calore all’interno con un elevato isolamento e limitando le aperture verso il Nord.

In contrasto, durante l’estate bisogna proteggere la casa dall’irraggiamento tramite appositi sistemi di ombreggiamento e favorire la ventilazione naturale per il raffreddamento degli interni e il ricambio d’aria. 

Durante la mezza stagione sono utili sia sistemi naturali di raffrescamento che di riscaldamento degli ambienti interni.

La vegetazione viene impiegata nella progettazione per favorire un elevato comfort. All’esterno dell’edificio per esempio vengono impiegati alberi caducifoglie che permettono l’irraggiamento diretto della facciata durante l’inverno mentre durante l’estate bloccano i raggi solari con la loro chioma. Anche negli ambienti domestici viene introdotto il verde per depurare l’aria  in modo naturale, trasformando la CO2 in ossigeno. Al tempo stesso il verde domestico aumenta notevolmente il benessere delle persone favorendo il relax e l’impatto estetico della casa. Oltre alle singole piante vengono introdotte anche pareti verdi in grado di definire gli ambienti interni, aumentare l’isolamento acustico e ridurre l’effetto dei campi magnetici. La vegetazione diviene così parte integrante della progettazione del sistema antropizzato aumentando le prestazioni e la qualità ambientale. Il verde diventa un filtro vegetale come schermatura, muri vegetali vengono usati come elementi di chiusura portanti, tetti verdi diventano giardini abitabili e i giardini d’inverno e le serre divengono parte integrante dell’abitazione utili al guadagno solare.

PERCHÈ BIOCLIMATICA?

I benefici dell’architettura bioclimatica sono tre: il comfort ambientale, il risparmio economico e la riduzione dell’inquinamento causata dai sistemi tradizionali di riscaldamento e climatizzazione.

La progettazione bioclimatica è alla base della realizzazione di case passive, interamente autosufficienti in cui non è necessario il collegamento alla rete pubblica per i consumi di energia elettrica e gas. Scollegarsi dalla rete, o comunque diminuire visibilmente i consumi grazie alla corretta progettazione della casa comporta vantaggi sia sul piano economico che ambientale. I sistemi tradizionali di riscaldamento ad oggi rappresentano la principale causa di emissione di gas nocivi per l’ambiente e di CO2. Le abitazioni sono responsabili del 21% delle emissioni di CO2.

Realizzare una casa bioclimatica si traduce nel ridurre l’impatto ambientale, sociale ed economico. L’aumento della qualità della vita è l’obiettivo principale che porta a questo tipo di progettazione. L’elevato comfort ambientale comprende: comfort igro-termico, con soddisfazione per il benessere termico, comfort acustico e comfort visivo, tramite l’elevata illuminazione interna e connessione diretta tra casa e natura.

I PRINCIPI ESSENZIALI

Per la progettazione la casa viene considerata connessa con la natura. Gli elementi naturali tra cui il sole, il vento, l’acqua, il terreno e la vegetazione servono ad ottimizzare le risorse per l’efficientamento energetico. I principi con cui si progetta sono i seguenti:

  • Favorire uno sviluppo dell’abitazione lungo l’asse Est-Ovest;
  • Compattezza del volume;
  • Distribuzione degli ambienti interni in base al fabbisogno termico e luminoso;
  • Creazione di ampie vetrate verso Sud per sfruttare l’irraggiamento solare per riscaldare gli ambienti interni e ridurre le aperture verso Nord;
  • Uso di sistemi di ombreggiamento per proteggere l’edificio dall’eccessivo irraggiamento durante il periodo estivo;
  • Elevato isolamento dell’involucro edilizio per ottenere un’elevata inerzia termica;
  • Favorire la ventilazione naturale nell’edificio;
  • Coprire il fabbisogno rimanente con fonti di energia rinnovabili.

IL PROGETTO DI UNA CASA BIOCLIMATICA

La progettazione parte dallo studio accurato del terreno. Prima di pensare all’edificio bisogna che sia definito il luogo su cui sorgerà. Vengono mappati gli elementi vegetali, morfologia e geologia del terreno e le eventuali preesistenze con cui si dovrà relazionare l’edificio. Delle ultime, viene fatto uno studio delle ombre sul lotto. Degli alberi invece viene verificata la chioma e la possibile riparazione che essa consentirebbero dal sole in estate e dal vento durante l’inverno. Con il clima freddo gli alberi a foglie caduche possono essere utili poiché creano ombra durante l’estate e d’inverno lasciano passare la luce diretta.

In secondo luogo bisogna conoscere il microclima locale ottenendo dei “dati climatici”. Questi verranno impiegati per comprendere il reale fabbisogno energetico dell’abitazione. Verranno analizzati i venti e l’esatta rotazione del sole durante l’inverno, l’estate e la mezza stagione nel sito in cui si intende costruire. Deve essere diagrammato il movimento del sole durante i differenti periodi. Sarà possibile sapere l’altitudine e la posizione del sole durante l’intera giornata. Un edificio può allo stesso tempo assorbire, filtrare, bloccare e riflettere la luce.

Verrà determinata quindi la localizzazione e l’orientamento dell’edificio. Dai grafici del movimento del sole viene definita anche la distribuzione degli ambienti interni. 

Nel disegno in pianta si tende a mantenere una forma compatta dell’edificio, un parallleletipedo sviluppato lungo l’asse Est-Ovest, in modo da limitare le dispersioni termiche.

Nell’architettura bioclimatica le vetrate vengono opportunamente dimensionate per la captazione solare. Verso Sud saranno presenti schermature con elementi vetrati per favorire il guadagno termico solare mentre a Nord si tende a limitare al minimo necessario la creazione di finestre. La distribuzione interna dell’abitazione dovrà tenere in considerazione i venti favorendo una naturale ventilazione e ricambio dell’aria nella casa. Per la ventilazione e raffrescamento della casa vengono impiegati differenti sistemi tra cui: il camino solare che sfrutta la naturale risalita dell’aria calda, il tetto verde, il tetto ventilato e il tetto a farfalla.

Viene scelto il materiale con cui costruire le pareti esterne, chiamate “involucro opaco”, l’isolamento, le finestre e i serramenti garantendo un’elevata coibentazione termica e acustica. Nella realizzazione si evita la creazione di ponti termici, in modo da non disperdere il calore accumulato.

Infine viene fatta una verifica generale per la classificazione energetica dell’abitazione in modo da avere una valutazione oggettiva del comportamento energetico e della sostenibilità dell’abitazione. Tra le più diffuse c’è lo standard CasaClima introdotto in Italia nel 2002 e il sistema LEED introdotto nel 2009 in grado di valutare l’impronta ecologica delle costruzioni. 

ESEMPI DI ARCHITETTURA BIOCLIMATICA

Una finestra sulle Langhe, a Cigliè nel 2018. Di Studioata.

Questa casa in mattoni insiste su un terreno in forte pendenza. Il volume ha una forma compatta e presenta una doppia falda. Chiusa su tre lati e parzialmente interrata, la casa si apre a sud con un’unica grande vetrata scorrevole protetta da un loggiato.

Una finestra sulle Langhe
Architettura bioclimatica – Una finestra sulle Langhe

Casa LLP, a Barcellona nel 2015. Di Alventosa Morell Arquitectes.

L’integrazione del paesaggio e l’efficienza energetica sono le priorità in questo progetto. Questo edificio compatto con facciata ventilata in legno e un ampio tetto verde ha un consumo stimato di 10 Kwh /m2 all’anno.

architettura bioclimatica
Casa bioclimatica – Casa LLP

Bosc d’en Pep Ferrer, a Formentera nel 2017. Di Marià Castelló Martìnez.

L’edificio è composto da tre moduli integrati in sistemi di costruzione a secco e una cavità realizzata per sottrazione di materiale al piano inferiore. Il progetto prevede sistemi bioclimatici passivi nonché autosufficienza dell’acqua grazie a una grande cisterna per l’acqua piovana.

Architettura bioclimatica
Progettazione bioclimatica – Bosc d’en Pep Ferrer

Villa B, a Lione nel 2013. Di Tectoniques Architectes.

La casa è un cubo di legno aperto al paesaggio circostante in particolare sul lato sud. Il fronte beneficia del guadagno solare ed è protetto da lamelle regolabili. Mentre la zona giorno è un open space che si apre a sud con vetrate scorrevoli, l’area notte si affaccia a sud e a est ed i servizi hanno piccole aperture a ovest.

Villa B
Casa passiva – Villa B