Bioarchitettura
Bioarchitettura
Le moderne prospettive di architettura 'sostenibile' si riferiscono alla relazione tra l'uomo e l'ambiente, e fanno uso di concetti quali b., architettura ecologica, bioedilizia, architettura bioclimatica, che hanno riferimenti culturali distinti. La b. consiste nel progettare e costruire ponendo attenzione al tema delle risorse ambientali, alle questioni relative al comfort e alla salute, al rendimento energetico, al controllo di tecnologie e processi costruttivi e all'uso di materiali e soluzioni alternative ecocompatibili, acquisendo i temi principali dell'architettura ecologica, bioclimatica e della bioedilizia: un atteggiamento che coinvolge tutti gli aspetti progettuali. Con la definizione dei parametri per la sostenibilità, che sostanzialmente quantificano il processo di ottimizzazione degli input (risorse di materiali e di energie non rinnovabili) e di limitazione degli output (inquinanti e rifiuti), e con la contestuale considerazione del benessere delle persone, l'ecologia ha assunto riflessi culturali anche sulla qualità architettonica. La b. fa proprio anche l'approccio bioclimatico, con un riferimento alla climatologia come differenziazione delle risposte, in termini di forma degli habitat naturali e antropizzati, oltre che alle sollecitazioni di natura ambientale locale.
Già nel 1963 V. Olgyay auspicava una metodologia per "lavorare con le forze della natura, non contro di esse, e utilizzare le loro potenzialità per creare migliori condizioni di vita negli ambienti costruiti" (Olgyay 1963; trad. it. 1981, p. 149). Proprio perché interessata ai rapporti uomo-ambiente, la b. è chiamata a dare una risposta in linea con i cambiamenti contemporanei e a registrare l'introiezione di fenomeni quali la globalizzazione, le tecnologie dell'informazione e della comunicazione, la gestione delle risorse. La possibilità di tradurre queste problematiche in misure concrete porta a dire che la migliore soluzione architettonica (sostenibile) sarà quella che non è più costosa di quella tradizionale, usa materiali ecologici, è correttamente inserita nell'ambiente circostante e con questo interagisce, realizza un comfort termoigrometrico, di qualità dell'aria, acustico e luminoso, riduce i costi di gestione. La sostenibilità (v.) in generale è definita come quel processo che minimizza l'impatto dell'uomo sull'ambiente, tentando di assecondare le esigenze attuali senza compromettere quelle future. Ma in architettura con questo termine s'intende anche il tentativo di ricomporre la discrasia tra progettazione e realizzazione attraverso l'innovazione tecnologica, l'integrazione capace di trovare soluzioni per la sicurezza e il benessere limitando l'impatto sulle risorse naturali, una nuova prospettiva che coniughi innovazione tecnologica e qualità architettonica. Il tentativo di saldare progettazione e realizzazione riuscirà solo se ognuna di esse non sarà considerata funzionale all'altra, ma dell'altra riuscirà a essere parte integrante. La questione ambientale non si risolve solo con la limitazione dei consumi (cosa non semplice, viste la crescita demografica e l'irrinunciabilità dello standard di qualità della vita raggiunto) e quindi impiegando minori quantità di energia, ma anche con il ricorso a fonti pulite e con l'aumento dell'efficienza di trasformazione dell'energia. Una volta valutata l'importanza della gestione di un edificio sia nei confronti del risparmio delle risorse sia nella limitazione dell'impatto dell'inquinamento sull'ambiente, essa può essere considerata la chiave del processo di integrazione citato; la dimensione unitaria va recuperata attraverso una rinnovata attenzione alle problematiche ecologiche e la scoperta della potenzialità del progetto ambientale.
In questo ambito si possono distinguere alcune tendenze emergenti: la progettazione finalizzata a raggiungere il comfort ambientale interno minimizzando i consumi energetici e limitando, conseguentemente, l'inquinamento; il ricorso a risorse rinnovabili e riciclabili; l'utilizzo di materiali con caratteristiche ecocompatibili; la realizzazione di impianti per la sicurezza delle persone. I sistemi della building technology utilizzati sono: l'isolamento e l'inerzia termica dell'involucro edilizio, in grado di limitare i consumi per trasmissione di calore con l'esterno; l'accumulo termico del terreno, a temperatura praticamente costante tutto l'anno (si sfrutta tale inerzia per preriscaldare l'aria in inverno e preraffreddarla in estate); le prestazioni 'passive' dell'edificio, in particolare il riscaldamento solare passivo e il raffreddamento passivo (protezione dall'irraggiamento solare, uso dell'inerzia termica come attivazione delle masse strutturali, adozione di sistemi naturali come il raffreddamento evaporativo e il free-cooling notturno); l'uso della ventilazione naturale, del solare termico e di quello fotovoltaico; l'ottimizzazione dell'illuminazione naturale.
I sistemi di riscaldamento solare passivo si suddividono in diretti, indiretti e isolati. Quelli diretti presentano vetrate esposte a sud, aperte su interni che dispongono di masse di accumulo termico. Quelli indiretti sono il muro termico, il muro Trombe e le serre. Il primo è costituito da una parete di consistente capacità termica esposta a sud e da una superficie vetrata per ridurre le dispersioni; gli elementi di accumulo comunemente adottati sono pareti e solai dall'elevata capacità termica, e in alcuni casi si usano anche accumuli ad acqua, a sassi e nel terreno. Il muro Trombe presenta aperture nella parte alta e in quella bassa, allo scopo di consentire il trasferimento di calore all'ambiente retrostante per termocircolazione naturale. La serra è una chiusura vetrata sulla facciata sud dell'edificio, avente una massa di accumulo nella parete di separazione o all'interno della serra stessa. Nei sistemi isolati il trasferimento di calore avviene per termocircolazione naturale tra superficie di captazione ed elemento di accumulo separato, o direttamente tra superficie e spazio abitato.
Il raffreddamento passivo è costituito dall'insieme delle strategie che consentono il controllo del surriscaldamento; l'inerzia termica attenua e ritarda le variazioni della temperatura esterna, assumendo una funzione regolatrice. Il raffreddamento evaporativo sfrutta l'abbassamento di temperatura dell'aria conseguente all'evaporazione dell'acqua; il free-cooling notturno avviene attraverso la cessione radiativa notturna dalla superficie dell'involucro edilizio verso il cielo.
La ventilazione naturale assolve le funzioni legate all'approvvigionamento di aria fresca e alla rimozione del calore, ed è basata su fenomeni come l'azione del vento e l'effetto camino.
Importante è l'attenzione da prestare all'integrazione di moduli fotovoltaici, con i quali si possono ottenere notevoli effetti sinergici: conversione dell'energia solare in elettrica per l'edificio, applicazione come elementi schermanti, sostituzione di elementi vetrati nel caso di moduli semi-trasparenti. Il conseguimento dei livelli ottimali di illuminazione naturale richiede la disposizione e il dimensionamento di superfici trasparenti. Nel caso di corpi di fabbrica profondi si possono adottare sistemi di canalizzazione della luce ed elementi olografici. I primi sono di due tipi: traccianti, che impiegano cavi contenenti fibre ottiche, e non traccianti, costituiti da un condotto riflettente dotato di specchi e aperture negli ambienti da illuminare; i secondi sono pellicole sottili prodotte mediante luce laser, incorporate all'interno di lastre di vetro stratificato.
La b. rivolge particolare attenzione ai materiali usati nella realizzazione dell'edificio, dovendo questi rispondere a esigenze di ecocompatibilità, concorrere all'efficienza energetica dell'edificio e non rilasciare sostanze tossiche o nocive. Per indicare materiali, processi e metodi possibilmente di origine naturale e a basso impatto ambientale si parla di bioedilizia, traduzione del termine tedesco Baubiologie utilizzato dall'Institut für Baubiologie, fondato nel 1976 a Neubeuern in Germania a sostegno di un costruire biologico. Lo studio dei materiali deve seguire il loro intero ciclo di vita, dalla produzione allo smaltimento (e possibilmente il riciclo), per ridurre al minimo l'impatto sull'ambiente. Per rispondere alle esigenze di innalzamento dell'efficienza energetica si usano isolanti trasparenti e materiali cromogenici. I primi presentano elevata trasparenza alla radiazione solare e buon isolamento termico; quelli cromogenici sono utilizzati per il controllo del surriscaldamento estivo. Vengono applicati tra due lastre di vetro per controllare la radiazione solare incidente. Tali materiali cambiano le loro caratteristiche di trasmissione ottica al variare della radiazione solare (fotocromici) o della temperatura (termocromici), o all'applicazione di un campo elettrico (elettrocromici).
La sostenibilità degli edifici non può prescindere, infine, dalla realizzazione delle condizioni interne più idonee. Recenti studi hanno dimostrato che, in edifici a controllo climatico naturale, le aspettative di comfort ammettono un intervallo di variabilità nei valori di temperatura più ampio rispetto a quanto solitamente considerato per gli edifici a controllo climatico artificiale. Questi studi si sono intensificati fino a giungere alla definizione del comfort adattativo, che tiene conto dell'adattamento fisiologico, comportamentale e psicologico degli individui.
bibliografia
V. Olgyay, Design with climate: bioclimatic approach to architectural regionalism, Princeton (NJ) 1963 (trad. it. Padova 1981).
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