Cos'è la bioclimatica?

«L'architettura bioclimatica progetta e costruisce edifici in stretto rapporto con le condizioni climatiche esterne del luogo per realizzare un alto comfort climatico interno con un minimo di climatizzazione artificiale e quindi con un impiego minimo di energia fossile. Essa sfrutta al massimo gli eventi energetici naturali (sole, vento, ecc) per il riscaldamento invernale, il raffrescamento estivo e la ventilazione»

È questa la definizione di architettura bioclimatica fornita da U. Wienke nel suo Dizionario dell'edilizia bioecologica (DEI, 1999) Si tratta, dunque, di una modalità di progettazione degli edifici che propone un superamento del modello costruttivo dominante, basato su strutture a scarsa efficienza energetica bisognosi di elevate quantità di energia per il riscaldamento invernale e per il raffrescamento estivo. La bioclimatica si allontana da questo modello costruttivo recuperando, invece, alcuni modelli offerti dall'architettura tradizionale e integrandoli con tecniche e tecnologie moderne allo scopo di ottenere il maggior comfort termico con il minimo dispendio di energia. 

Alla base della progettazione bioclimatica vi è l'idea, certo non nuova ma per molti anni dimenticata dall'edilizia, di uno stretto legame tra l'edificio e il contesto ambientale nel quale è inserito. Non solo, quindi, sostiene la necessità di progettare gli edifici tenendo conto del clima del luogo, ma anche di molti fattori ambientali, morfologici, fisici e geografici: temperatura media annua, altitudine, presenza o meno di rilievi, tasso di umidità, quantità media delle precipitazioni, frequenza e intensità dei venti, e così via. Si tratta di fattori che l'architettura bioclimatica prende in considerazione prima di costruire un edificio. 

Preso atto della condizione ambientale del luogo specifico nel quale l'edificio va costruito, la progettazione di un edificio bioclimatico prevede l'attuazione di una serie di strategie attive e passive, che utilizzano in massima parte le fonti energetiche naturali (sole e vento soprattutto) per l'ottenimento del miglior comfort termico sia in inverno che in estate. Le strategie attive prevedono l'utilizzo di soluzioni di tipo impiantistico che servono a captare l'energia esterna e a trasformarla in energia fruibile in modo controllato. Le strategie passive, invece, prevedono che lo stesso edificio, grazie alla sua forma, al suo orientamento, ai materiali con i quali è costruito, alla disposizione degli ambienti, alla posizione delle aperture vetrate ecc, divenga esso stesso un accumulatore termico. 

(L'irraggiamento solare in estate e in inverno)

Come si accennava, tali strategie attive e passive devono assicurare comfort termico sia in inverno che in estate. Per questo motivo un edificio bioclimatico deve adottare alcune soluzioni che gli consentano di adattarsi alle variazioni delle condizioni climatiche esterne, in base al luogo in cui si trova, al clima locale e alle stagioni. Deve, cioè, essere in grado di rispondere contemporaneamente a due esigenze:

• In inverno deve captare l'energia solare esterna e trattenerla all'interno, con la minima dispersione di calore possibile
• In estate deve fare l'inverso, proteggendo gli interni dall'irraggiamento solare e cedendo il calore interno all'esterno mediante adeguati sistemi di ventilazione.

Affinché i due obiettivi siano raggiunti l'architettura bioclimatica prevede l'adozione di alcuni strumenti sia attivi che passivi. Questo duplice scopo è particolarmente importante nei paesi a clima temperato, ad esempio nei paesi mediterranei, dove oltre alla protezione dal freddo invernale vi è la necessità di un'adeguata protezione dal caldo estivo. Un esempio di progettazione bioclimatica in un contesto mediterraneo è il progetto di Borgo Solare Bioclimatico realizzato dall'architetto Gianluca Rosso in provincia di Udine.

Vediamo schematicamente quali sono i principali strumenti che l'architettura bioclimatica utilizza per raggiungere questi obiettivi, ribadendo che di volta in volta le soluzioni saranno declinate in base al contesto climatico e ambientale nel quale l'edificio dovrà sorgere.

Orientamento e posizione dell'edificio

Si sceglieranno di volta in volta quelle soluzioni che consentono in inverno di avere il maggior irraggiamento solare, studiando attentamente il luogo circostante e l'eventuale ombra proiettata da rilievi, piante o altri edifici circostanti, e utilizzando strumenti che permettono alla luce solare di penetrare facilmente all'interno dell'abitazione, ad esempio prevedendo ampie vetrate orientate a sud che consentono alla luce solare di penetrare nei mesi invernali. Al tempo stesso si adotteranno soluzioni che consentono di proteggere l'edificio dalla luce solare nel periodo estivo. Uno dei tanti strumenti è l'uso di schermature mobili, che possono essere utilizzate o rimosse facilmente in base alle condizioni climatiche del momento.

Uso di schermature mobili

Sono un ideale strumento per proteggere l'abitazione dal caldo estivo favorendo il raffrescamento passivo, evitando l'uso di climatizzazione artificiale. Possono ad esempio essere utilizzate nel periodo estivo sulle vetrate poste a sud. Le soluzioni possibili sono le più varie, dalle classiche persiane mediterranee ai pergolati, agli schermi lamellari o alle tende, fino alle schermature con alberi o piante rampicanti. In quest'ultimo caso si preferisce utilizzare piante decidue, per evitare l'ombreggiamento anche nel periodo invernale, quando invece è prioritaria la penetrazione della luce solare all'interno dell'abitazione.

Forma dell'edificio

La forma dell'edificio influenza notevolmente le sue prestazioni termiche. Di volta in volta, in base alle esigenze climatiche del luogo, si sceglieranno forme compatte o forme più aperte. Le forme compatte, infatti, sono più adatte a ridurre le dispersioni di calore, mentre le forme più aperte favoriscono la ventilazione degli ambienti interni.

Corretta progettazione dell'involucro

L'edificio deve comportarsi in inverno come un accumulatore termico, trattenendo il calore proveniente dai raggi solari ed evitando il più possibile le perdite di calore attraverso un corretto utilizzo degli isolanti in modo da evitare la formazione di ponti termici. A seconda del contesto climatico in cui ci si trova, si prevede l'utilizzo o meno di ampi superfici vetrate per favorire la penetrazione dei raggi solari, utili sia per lo sfruttamento del calore che per l'illuminazione naturale degli interni, o l'utilizzo di tetti e pareti ventilate.

Uso di tetti e pareti ventilate

Si tratta di tetti e pareti che presentano tra l'isolante (posto all'esterno) e il rivestimento un'intercapedine, che permette il passaggio naturale dell'aria e la dispersione dell'umidità proveniente dagli interni dell'abitazione.

Corretta disposizione degli ambienti per favorire la ventilazione

L'architettura bioclimatica tende a favorire l'adozione di strategie passive sia per il riscaldamento che per il raffrescamento degli ambienti. Uno degli strumenti utilizzati è la creazione di sistemi di ventilazione naturale attraverso una disposizione degli ambienti interni in grado di favorire il passaggio dell'aria esterna e raffrescare l'abitazione senza l'ausilio di climatizzazione artificiale.

Impianti solari termici e fotovoltaici integrati 

Oltre alle strategie termiche passive, l'architettura bioclimatica si avvale del supporto di strategie energetiche attive provenienti da fonti rinnovabili. Gli impianti solari termici per la produzione di calore e acqua calda sanitaria, e gli impianti fotovoltaici integrati, per la produzione di elettricità, sono sicuramente i più utilizzati. 

Bibliografia

-C. Benedetti, Manuale di architettura bioclimatica, Maggioli ed., 1994
-P. Cascella, Bioclimatica. Storia, tecnica, architettura, Chandra Ed., 2011
-U. Wienke, Dizionario dell'edilizia bioecologica, Dei, 1999
-A. Rogora, Progettazione bioclimatica per l'architettura mediterranea. Metodi, esempi, Wolters Kluver Italia, 2012