Appunti di Sostenibilità

Sostenibilità di processi e prodotti nei materiali per l'architettura

Prof. Paola Palmero – Anno accademico 2021/2022

L’esame finale sarà scritto (1:30 ore). Vedi sul portale la bibliografia.

Lezione 1 – Introduzione (05/10/2021)

• Definizioni
• Evoluzione del concetto di sostenibilità

Ci sono tanti termini di cui sentiamo spesso parlare (ad esempio architettura naturale, architettura ecologica, bioarchitettura, architettura bioclimatica), che vengono utilizzati come sinonimi, tuttavia non sempre è così. Questi hanno alcuni aspetti in comune: la modalità di progettazione architettonica che è in rispetto dei principi dell’equilibrio estetico e dell’armonia, della salute, della tutela dell’ambiente, della sicurezza e del risparmio energetico.

Architettura ecologica

È un’espressione anglosassone che la definisce un’architettura ambientalmente responsabile, un’architettura che ha come obiettivo lo studio della casa e dell’ambiente. Racchiude molteplici tematiche:

• Inquinamento indoor: quando pensiamo all’inquinamento pensiamo all’inquinamento outdoor (piogge acide, del tenore della CO₂, ecc), siamo sensibilizzati a conoscere gli inquinanti ambientali esterni che sono importanti e che hanno effetto sui materiali. Nell’architettura ecologica ci occupiamo prima dell’inquinamento indoor, cioè l’inquinamento che i materiali stessi possono causare all’interno di un ambiente.
• Ciclo di vita dei materiali e dei componenti (LCA).
• Comportamento energetico degli edifici e delle soluzioni tecnologiche.
• Valutazione ecologica ed economica delle varie fasi del processo edilizio e del suo impatto sull'ambiente.
• Riuso e riciclaggio dei materiali.
• Ricerca di materiali e soluzioni alternative rispetto a sostanze che si sono rivelate dannose per la salute o per l'ambiente. (J. Yudelsen 2007)

Architettura bioclimatica

Si parla di un’architettura con una connotazione più specifica, perché per tantissimi anni si costruiva indipendentemente da quello che era l’ambiente costruttivo: la progettazione non prendeva in considerazione più di tanto l’ambiente espositivo. Vengono prese in considerazione, invece, le caratteristiche climatiche del sito e l’uso di risorse energetiche rinnovabili.

Definizione: L'architettura bioclimatica si occupa dello studio delle soluzioni tipologiche e delle prestazioni dei sistemi tecnologici che rispondono maggiormente alle caratteristiche ambientali e climatiche del sito e che consentono di raggiungere condizioni di benessere all'interno degli edifici (A. Hadrovic, 2008).

Esempio 1: Pueblo in Mesa Verde, Colorado è un villaggio costruito a partire dal 1000/1150 circa d.C. con un materiale particolare: adobe = terra cruda. In pratica, per costruire questo villaggio hanno creato dei blocchi di mattoni impastando l’argilla con l’acqua rafforzandola molto spesso con della paglia e lasciandola essiccare al sole (non è un mattone cotto). È una tecnica che funziona perché a distanza di tempo è una testimonianza evidente, funziona perché ci troviamo in un ambiente caldo e secco. La maggiore problematica della terra cruda è la perdita delle caratteristiche meccaniche quando si inumidisce, quando piove, e quindi è chiaro che le caratteristiche ambientali sono determinanti nel decidere se scegliere o meno questa tipologia di materiale. Altri accorgimenti utilizzati in questo villaggio per poterlo dichiarare come afferente all’architettura bioclimatica:

• I muri realizzati sono molto spessi, almeno 40 cm, perché c’è una necessità importante di contrastare gli effetti dell’ambiente esterno; questo lo facciamo con materiali che siano in grado di andare a provocare uno sfasamento solare in maniera da contrastare non soltanto i climi caldi, ma anche gli importanti gradienti termici che esistono in queste condizioni. Per questo motivo, abbiamo bisogno di un materiale spesso e che abbia una certa massa per proteggere gli ambienti interni dal calore e dall’umidità, perché spesso l’argilla si comporta anche come un materiale in grado di controllare il tenore di umidità andandola ad assorbire in un ambiente eccessivamente umido e rilasciarla quando l’ambiente è secco. Questa scelta permette di regolare in maniera del tutto spontanea e naturale due parametri importanti come la temperatura e l’umidità, parametri fondamentali per garantire il benessere igrotermico interno in un ambiente.
• Ci sono poche e piccole finestre per impedire di avere un ingresso diretto della radiazione e surriscaldare gli ambienti.
• Il villaggio è stato costruito con una modalità particolare, è stato costruito laddove la roccia già erosa dai venti naturali ha permesso di proteggere gli edifici ed avere un doppio effetto: con un irraggiamento invernale tipicamente a bassi angoli, orizzontale, con la possibilità che i raggi raggiungessero le abitazioni, mentre al contrario in estate con i raggi direzionati in maniera più verticale filtrati e protetti almeno parzialmente dalla roccia soprastante.

Lezione 2 – Continuo lezione precedente (08/10/2021)

Esempio 2 (di architettura bioclimatica): Zisa (“la splendente”), Palermo è un’opera architettonica molto interessante che si porta dietro tratti tipici dell’architettura ed ingegneria araba con una distribuzione degli ambienti ed altri accorgimenti dell’architettura normanna. Le caratteristiche che sono state sfruttate in questo palazzo: la facciata è orientata in maniera da essere interessata direttamente dalla brezza marina arrivante dal mare, una brezza che interessa direttamente la facciata e che è in grado anche di permeare l’edificio attraverso le aperture molto ampie degli ingressi che permettono di arrivare alla brezza negli ambienti interni.

Questa direzionalità e l’orientamento con cui l’edificio è stato costruito rispetto alla brezza è anche sfruttato attraverso un altro accorgimento: due bacini di acqua, uno fuori chiamato “la peschiera” ed uno interno come fontana, fonti d’acqua che servono alla brezza marina di arricchirsi di acqua più fresca e dare origine ad un’aria più fresca che entra all’interno degli ambienti. L’aria che entra in questi ambienti incrocia però una massa d’aria decisamente più calda ed è qui che si ha un gioco di flussi d’aria dove l’aria più calda tende a salire; in questa costruzione ci sono due torri che hanno il ruolo di creare una sorta di effetto camino e far sì che l’aria più calda salga verso l’altro creando una depressione interna che richiama ulteriore aria dall’esterno. Con elementi semplici come finestre, aperture, torri e bacini d’acqua/fontane è stato possibile creare un ricircolo d’aria, sostanzialmente una ventilazione estremamente efficace. Viene poi raccontato che all’interno di questo palazzo, nelle parti più alte, venivano predisposti dei teli anche loro bagnati con acqua fredda che avevano il ruolo di scambiatori, l’aria aveva la possibilità di essere rigenerata e continuare il processo di ventilazione e ricircolo dell’aria.

Bioedilizia

In questo caso si fa riferimento ad un termine tedesco “bau biologie”, che sta per costruzione biologica e quindi l’arte del costruire in sintonia con la biologia e l’ambiente. È un termine utilizzato per la prima volta dall’Istituto Indipendente di Ricerca tedesco nel 1976 che ci dà una connotazione più specifica rispetto al termine più generico di architettura sostenibile, perché l’attenzione si sposta sul benessere dell’uomo inteso sia come benessere fisico che psichico. Come si fa a far sì che la costruzione e l’ambiente abitativo siano responsabili di un benessere dell’ambiente? Ci sono tanti modi e i materiali sono responsabili soprattutto del benessere fisico dell’uomo, basta pensare alla sindrome dell’edificio malato, inquinamento indoor, inquinanti che possono essere emessi da alcuni materiali costruttivi che hanno impatto negativo sulla salute degli abitanti.

Nella bioedilizia si fa riferimento anche ad altri parametri come le forze magnetiche, naturali, smog, emissioni nocive, forma e disposizione degli spazi, luce naturale e colori, simboli e significati. (J. Yudelsen 2007) Si cerca di favorire al massimo il comfort abitativo dell’occupante. La bioedilizia ha definito anche una serie di principi importanti (I 25 principi dell’edilizia bioecologica) che possono riguardare diversi ambiti come l'ambito del clima, l'ambito dei materiali, degli arredi, la forma degli ambienti, ambiente energia acqua, ecc., dei principi che vanno a toccare tanti ambiti, alcuni di cui ci occuperemo. Uno dei principi riguardanti il clima richiede la necessità di ridurre le sostanze irritanti ed annose e portare un sufficiente ricambio d'aria fresca. Ovviamente importantissima è la scelta dei materiali, degli arredi, in cui nei principi abbiamo quello di cercare di favorire l'utilizzo dei materiali naturali esenti da sostanze nocive e con minore radioattività possibile.

Architettura sostenibile

Il concetto di sostenibilità e di sviluppo sostenibile ha avuto inizio dagli anni ‘70 del Novecento per poi man mano essere sviluppato in maniera sempre più evoluta. Il passaggio fondamentale è stato trasformare questi concetti in pratiche attuative e questo non è possibile farlo finché non entra in gioco la politica su vari livelli, da quella internazionale fino a quella nazionale, addirittura a quella locale (è per questo che la prof ci tiene all’Agenda 21 la quale si è posta tra i suoi obiettivi quello di dialogare con i cittadini). Questi concetti di sostenibilità vengono veramente portati da un livello dei concetti a un livello in cui devono essere trasmessi attraverso delle pratiche attive al singolo cittadino delineata attraverso alcuni principi guida che hanno l’obiettivo di guidare le scelte normative regionali o locali e di indirizzare gli enti verso una programmazione delle politiche concernenti l’edilizia. Sono priorità strategiche (G. Scudo, 2002):

• Ricercare uno sviluppo armonioso e sostenibile del territorio, dell’ambiente urbano e dell’intervento edilizio;
• Tutelare l’identità storica delle città e favorire il mantenimento dei caratteri storici e tipologici legati alla tradizione degli edifici;
• Contribuire, con azioni e misure, al risparmio energetico e all’utilizzo di fonti rinnovabili;
• Costruire in modo sicuro e salubre;
• Ricercare e applicare tecnologie edilizie sostenibili sotto il profilo ambientale, economico e sociale;
• Utilizzare materiali di qualità certificata ed eco-compatibili;
• Progettare soluzioni differenziate per rispondere alle diverse richieste di qualità dell’abitare;
• Garantire gli aspetti di “safety” e di “security” dell’edificio;
• Promuovere la formazione professionale, la progettazione partecipata e l’assunzione di scelte consapevoli nell’attività edilizia.

La sostenibilità di un edificio coinvolge aspetti legati:

• All’ambiente;
• All’efficienza energetica;
• Al consumo di acqua;
• Alla qualità della vita degli occupanti;
• Alla durabilità;
• Al rapporto tra i costi e benefici;
• Ai materiali da costruzione.

Queste prime slide per illustrare come il concetto dell'architettura sostenibile abbia terminologie diverse l’una dalle altre, in alcuni casi denotano sostanzialmente aspetti più specifici, in altri casi proprio come l'architettura sostenibile è un termine più ampio che racchiude tanti concetti, ma che lo stesso è importante perché è quella che viene portata all'attenzione delle politiche territoriali, regioni, ecc. e quindi diventano poi delle pratiche attuative.

Vediamo adesso l’evoluzione del concetto di sostenibilità partendo dalla prima nota introduttiva presa dal testo Costruire in Laterizio dell’arch. Thomas Herzog del 2002: “ormai da diverso tempo l'idea della sostenibilità si aggira nei meandri del dibattito architettonico. Ci sarebbe da essere felici se tutti avessero veramente capito la realtà del concetto. Chiunque, oggi, esige dei progetti sostenibili. Non si fa neppure neanche un concorso per lo più evento di un asilo, senza che ci sia una richiesta in tal senso. Quello che è più spiacevole sottolineare è che quest’interesse per l'ecologia e per l'ambiente sparisce con il progetto stesso, nel senso che perde significato non appena l’oggetto è veramente costruito”. Cosa ci sta dicendo? Ci sta dicendo “guardate sì per vincere un bando abbiamo bisogno di quel concetto di sostenibilità, peccato che poi in realtà non sia portato sul piano operativo”. Anche se sono passati 20 anni fortunatamente non è così, però comunque la strada è ancora lunga. Sono segnalati due aspetti: il primo aspetto è che il concetto della sostenibilità non si deve fermare al progetto, ma chiaramente deve essere poi riversato nel costruito; il secondo concetto che esprime questo breve versetto è che perde significato non appena l'oggetto è veramente costruito, quindi magari viene costruito con una scelta progettuale di materiali appropriata, però ricordiamoci che la sostenibilità riguarda tutte le fasi di vita dell'edificio fino alla sua dismissione, alla fine vita dei materiali.

Il tema della sostenibilità è multidimensionale, perché investe il tema del costruire in tutte le sue forme, tutte le sue fasi di progettazione, costruzione, uso e gestione, dismissione del manufatto edilizio; perché si declina a tutte le scale, dai materiali a quella dell'edificio, poi della città, del territorio e addirittura del pianeta; e perché investe tanti ambiti, cioè riguarda anche tutti gli aspetti connessi al “vivere” quotidiano: benessere psicofisico, produzione, lavoro e mobilità. Definizioni:

• Il termine trae la sua origine dall'ecologia, dove la sostenibilità è intesa come la capacità di mantenere nel futuro biodiversità e produttività, utilizzando le risorse naturali ad un ritmo tale che esse si possano rigenerare naturalmente. (C’è stata un ulteriore evoluzione del concetto di sostenibilità all’inizio del 2000 dove anche la diversità culturale è diventato uno dei pilastri a sostegno del concetto della sostenibilità)
• Lo sviluppo sostenibile è una forma di sviluppo di tipo olistico, che considera cioè un’ampia serie di ambiti e la totalità delle attività umane, con il proposito di non compromettere la possibilità delle future generazioni di perdurare nello sviluppo, preservando la qualità e la quantità del patrimonio e delle riserve naturali.
• L’attuazione di un sistema sostenibile rientra nella sfera d’azione della politica.

La sostenibilità si declina e tocca tanti aspetti:

• La scelta e l'origine dei materiali, l'energia consumata per il trasporto e la trasformazione;
• Il processo costruttivo degli edifici;
• La qualità delle loro performances termiche, l’energia necessaria al buon funzionamento;
• I processi e l’energia per la manutenzione;
• L’idoneità alle tecniche di smontaggio e rimontaggio;
• Le possibilità di trasformazione e di riciclaggio;
• La possibilità di utilizzo di energie pulite, soprattutto quella solare, per riscaldare, raffrescare, ventilare, illuminare naturalmente e accumulare energia elettrica.

Vediamo il concetto di sviluppo sostenibile, come è nato e come si è evoluto attraverso il pensiero e le opere di alcuni personaggi che hanno dato un contributo particolarmente di rilievo nel permettere a questo concetto di delinearsi nel modo più completo possibile.

• Rachel Carson, The Silent Spring, 1962 autrice americana del testo che ha rappresentato una rivoluzione nel pensiero e nella sensibilità del popolo americano che forse fino a quel momento ancora non si era troppo focalizzato su quelle che potevano essere alcune problematiche ambientali che derivavano dall'utilizzo di alcuni prodotti di cui adesso parliamo. Rachel Carson è una scienziata, una biologa marina e zoologa; la sua formazione scientifica le ha permesso di indagare gli aspetti più legati all'ambiente e gli effetti che alcune sostanze chimiche nocive potevano avere sull'ambiente. Dato che era molto brava nel riuscire a mettere i suoi studi e le sue conclusioni su carta, ha iniziato a scrivere una serie di saggi che sono stati pubblicati alcuni sotto forma di testi (come nel caso di The Silent Spring) e poi appunto divulgati in maniera molto ampia. Perché è diventata così importante? Perché è stata sostanzialmente la prima persona a denunciare in maniera pubblica i danni inferti dall'uso del DDT. Il DDT è una sostanza chimica di sintesi (viene sintetizzata in laboratorio) utilizzata ampiamente come insetticida. Inizialmente si pensava sostanzialmente che questo tipo di sostanza chimica avesse un effetto sull’insetto, ma poi ben presto ci si è accorti che queste sostanze chimiche avevano la capacità di essere estremamente persistenti, delle sostanze che si degradano soltanto dopo tanti anni e in più sono delle molecole organiche facilmente anche assimilabili dai grassi, da piante e animali e poi in questo modo essere trasmesse all'uomo. Quindi, un danno importante all'ambiente e un effetto sulla salute. Appunto grazie ai suoi studi scientifici è stato in grado di...