Principi della bioarchitettura

Principi della bioarchitettura: per capirli è bene chiarire prima che gli obiettivi della Bioarchitettura sono il benessere di chi andrà ad abitare l’edificio, il benessere di chi lo realizza e la salvaguardia dell’ambiente.

Secondo la definizione di Wikipedia, “la bioarchitettura è l’insieme delle discipline dell’architettura che presuppongono un atteggiamento ecologicamente corretto nei confronti dell’ecosistema.”

In questa sezione ti illustrerò gli sviluppi pratici che possono derivare dell’applicazione dei criteri fondanti della bioarchitettura, a cominciare dalla necessità di realizzare edifici in armonia con l’ambiente e con il clima che lo caratterizza.

In questo senso la bioarchitettura può dirsi rispettosa del genius loci, del clima e dell’ambiente in generale. Essa infatti si prefigge, sin dalla fase progettuale, il rispetto di alcuni principi fondamentali che possiamo così riassumere:

• Il risparmio energetico, mediante l’utilizzo delle risorse climatiche e la riduzione del consumo di combustibili fossili ed energie non rinnovabili;
• L’utilizzo razionale delle risorse, intese sia come materiali da costruzione che fonti energetiche rinnovabili;
• L’ecosostenibilità ambientale durante tutta la vita dell’edificio: costruzione, gestione, dismissione.

La progettazione ecosostenibile si fonda dunque sull’integrazione tra le caratteristiche dell’ambiente in cui l’edificio si inserisce e le sue proprietà morfo-tipologiche.

In particolare, prima di progettare una casa, è bene tener presente alcuni principi della bioarchitettura:

1. Sito e terreno
2. Orientamento
3. Morfologia
4. Ventilazione

Principi della bioarchitettura 1: Sito e terreno

Prima ancora di accingersi ad un progetto di bioarchitettura è bene considerare alcuni elementi del contesto in cui esso si andrà ad inserire, i principi della bioarchitettura, infatti, non prescindono dal contesto.

Il clima e la posizione sono determinanti per scelte della disposizione della pianta dell’edificio, dei materiali e delle tecniche costruttive da adoperare, ma, ancor prima, è anche opportuno verificare l’eventuale presenza nelle vicinanze di fattori inquinanti (industrie o piccole fabbriche, inceneritori o discariche, tralicci dell’alta tensione, elevato traffico stradale o fonti di forte rumore in genere, ecc.).

Una volta accertato il campo libero da inquinanti, che siano essi chimici, elettromagnetici o fisici, è bene analizzare la tipologia del terreno: sono preferibili terreni con buona capacità drenante costituiti da sabbia o ghiaia, ma anche terreni alluvionali e calcarei.

Altro fattore da considerare, tra i principi della bioarchitettura, sono le fonti di magnetismo naturale terrestre, costituite da falde acquifere e discontinuità nelle falde terrestri, discontinuità litologiche, filoni metalliferi.

Infine, ma non ultimo, va accertata l’assenza di radon, un gas radioattivo, che può risultare cancerogeno se inalato. La principale fonte di questo gas è il terreno, seguito, anche se in minor misura, da altre fonti come i materiali da costruzione di origine vulcanica, ad esempio il tufo o i graniti, e l’acqua.

Il radon fuoriesce dal terreno e si disperde nell’ambiente accumulandosi in locali chiusi dove diventa pericoloso se non si effettua opportuna aerazione, soprattutto nei casi in cui questi siano interrati o a contatto diretto col terreno. Aerare i locali a volte non basta e risulta dispendioso nei mesi invernali poiché comporta dispersione di calore. Nel caso ci trovassimo in una zona a rischio, sarebbe necessario effettuare delle misurazioni di concentrazione di radon per verificare l’effettivo pericolo. Infatti, il fatto che edifici vicini al nostro siano contaminati da radon, non implica necessariamente che il problema interessi anche noi, poiché l’emissione di questo gas dipende da numerosissimi fattori, difficilmente determinabili a priori.

Principi della bioarchitettura 2: Orientamento

Un altro principio della bioarchitettura, fondamentale per la progettazione, è un adeguato orientamento dell’edificio, importantissimo per il benessere ed il confort abitativo e per la riduzione dei consumi energetici. Una progettazione climaticamente orientata permette infatti di limitare l’esposizione solare estiva e massimizzare quella invernale.

Dal punto di vista climatico sono da evitare posizioni a fondo valle, tendenzialmente molta umide e molto fredde in inverno ed afose in estate, così come le posizioni in cima ad un’elevazione, dove sono forti i venti ed il freddo è ancora maggiore.

Chiaramente la posizione ideale è quella che espone a sud il fronte maggiore dell’edificio, in modo che la casa sia posizionata lungo l’asse est-ovest, senza ostacoli che provochino ombre, con alle spalle un dolce declivio, in modo da assorbire al massimo i raggi solari, sia direttamente, attraverso la muratura e le superfici finestrate, che indirettamente tramite il calore assorbito e rilasciato dal terreno retrostante; il declivio avrebbe così anche il ruolo di protezione dai venti freddi del nord.

In questo modo viene favorito lo sfruttamento passivo dell’energia solare, importantissimo tra i principi della bioarchitettura, già senza ricorso ad impianti meccanici, ma sfruttando la radiazione solare come fonte gratuita e rinnovabile.

Grazie a questo orientamento, in inverno, quando il sole è più basso nel cielo, le radiazioni solari, penetrando nelle aperture della facciata esposta a sud, consentono che il calore venga accumulato nella massa termica dell’edificio (ad esempio anche facendo ricorso al muro solare) per poi essere rilasciato all’interno dell’abitazione anche dopo il tramonto. Fino ad una rotazione di 15° dell’asse est-ovest di orientamento dell’edificio, non si hanno sostanziali riduzioni del guadagno termico.

In estate, al contrario, quando il sole è più alto nel cielo, per proteggere la casa dai raggi solari e ridurre l’aumento della temperatura e di conseguenza l’energia impiegata per la climatizzazione, è possibile predisporre sistemi, come tende e frangisole orientabili, studiati anche in base al variare dell’inclinazione dei raggi solari con le stagioni.

Il modo più efficace per lo sfruttamento passivo dell’energia solare è il muro di Trombe o muro solare. 

Per il raffrescamento estivo si può anche ricorrere all’uso della vegetazione (altro espediente importantissimo che risponde ai principi della bioarchitettura) da sistemare all’esterno dell’edificio, purché si scelgano essenze a foglia caduca che lascino libera dall’ombra la facciata in inverno.

Proprio perché l’inclinazione del sole varia d’estate rispetto all’inverno, è preferibile che le aperture sul lato sud siano ampie e sviluppate in altezza, mentre ad est e ad ovest è preferibile avere aperture orizzontali, eventualmente protette in estate con frangisole a lamelle verticali orientabili, soprattutto per il lato ovest.

Una soluzione originale, ed altrettanto efficace, per l’orientamento ottimale della casa, è quella trovata da Michele Beltramone che dal 1986 vive in un edificio a forma di fungo da lui stesso realizzato, che, grazie a un complesso di ingranaggi, rotelle, pulegge, gira su se stesso seguendo il sole durante tutto il giorno, risolvendo così l’esigenza della giusta esposizione.

Principi della bioarchitettura 3: Morfologia del terreno

Anche la forma dell’edificio può essere scelta in accordo con i principi della bioarchitettura. Gli studi sperimentali condotti su edifici dalle diverse proporzioni tra larghezza e lunghezza, dimostrano che la forma ideale è quella di un rettangolo con lato maggiore disposto lungo l’asse est-ovest ed il lato minore nord-sud limitato alla profondità di una stanza. Il limite della forma allungata, oltre che compositivo per la difficoltà di disporre percorsi e passaggi interni, è legato alla maggiore incidenza delle superfici delle pareti esterne che sono proporzionali all’aumento delle dispersioni di energia termica. Di fatto, più è contenuta la superficie esterna di un edificio in rapporto al suo volume, tanto minore sarà l’energia dispersa attraverso la muratura esterna e la copertura.

Il giusto compromesso per la forma ideale della pianta di un edificio progettato secondo i criteri della bioarchitettura, può essere rappresentato da un rettangolo leggermente allungato, quasi un quadrato, con ampie aperture finestrate sul lato sud ed il lato nord dedicato a spazi di servizio e corridoi con la minor superficie finestrata possibile. La profondità pari a quella di una stanza permette al sole di attraversare tutto il volume abitativo. Una forma compatta, cioè con minime sporgenze e rientranze, limitando la formazione di zone d’ombra, garantisce anche una migliore esposizione all’irradiazione solare.

Per evitare l’infiltrazione di aria fredda all’interno dell’abitazione è bene prevedere un ingresso con doppia porta, una che apre verso l’interno e l’altra verso l’esterno. Questo atrio fungerà da filtro e dovrà essere posto al riparo dalle direzioni predominanti dei venti invernali.

Riguardo all’inclinazione del tetto, per ridurre l’ombra proiettata nei mesi invernali, è consigliabile un’inclinazione verso nord pari proprio all’altezza del sole nei mesi invernali.

Principi della bioarchitettura 4: Ventilazione naturale

I principi della bioarchitettura tengono in gran conto anche la ventilazione naturale, perché può consentire di limitare il ricorso ai sistemi di climatizzazione favorendo così il risparmio energetico e contestualmente garantendo una migliore qualità dell’aria indoor.

C’è anche da dire che, di contro, se paragonata alla climatizzazione con mezzi meccanici, che consente il controllo completo delle condizioni ambientali, la ventilazione naturale comporta il raggiungimento di parametri di confort meno ambiziosi e con fluttuazioni più ampie.

Ma come funziona la ventilazione naturale? Semplicemente l’effetto dinamico del vento e le variazioni di densità dell’aria al variare della temperatura (interna ed esterna), generano differenze di pressione che favoriscono il ricambio d’aria, con l’immissione di aria fresca esterna e la fuoriuscita dell’aria viziata interna, più calda.

Per ventilare naturalmente un ambiente, quindi, si può ricorrere banalmente all’apertura degli infissi esterni o prevedere bocche di aerazione sull’involucro esterno controllate con aperture meccaniche e dispositivi di estrazione. A seconda della disposizione di tali bocche potremo avere la ventilazione a lato singolo oppure passante (verticale o orizzontale) o ancora ventilazione per effetto camino.

Viene da sé che una progettazione, che voglia seguire i principi della bioarchitettura, non può prescindere dalla predisposizione del sistema di ventilazione, sia per quanto riguarda la distribuzione ed il dimensionamento degli spazi in base alle funzioni all’interno dell’abitazione, sia per ciò che concerne il disegno dell’involucro edilizio e le relative aperture, controllate o meno che siano.

In sintesi, per un buon approccio alla progettazione bioclimatica è opportuno effettuare un’accurata analisi del sito e delle sue peculiarità, per poi valutare l’esistenza dei presupposti per la realizzazione di un’opera di bioarchitettura.

I punti cardine da cui partire sono così riassumibili:

• Lo sviluppo dell’edificio deve seguire l’orientamento est-ovest, in modo da avere tutto il lato maggiore esposto a sud;
• le aperture dell’abitazione devono essere poste maggiormente a sud;
• il lato nord deve essere ben coibentato ed avere solo aperture indispensabili;
• per il disegno della pianta è da preferire una forma rettangolare piuttosto “compatta”, come quella di un quadrato leggermente allungato.

In questo articolo abbiamo dato un primo rapido sguardo a quelli che sono i basilari principi della bioarchitettura, ai quali dedicheremo ulteriori approfondimenti nei prossimi articoli.

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