Progettazione tecnologica del verde

Verde verticale

I sistemi per l’inverdimento di facciate comprendono tecniche per la crescita di vegetazione su substrati di tipo sia organico sia inorganico. Definiti anche ‘giardini verticali’, indicano tutte le forme di chiusura vegetata. L’inverdimento è ottenuto con specie piantumate al suolo, pannelli di supporto ancorati alla facciata, strutture che sono parte integrante della chiusura.

Tipi di sistemi

• Rampicanti piantati alla base della facciata.
• Strutture di supporto per la crescita di rampicanti.
• Vasi disposti ai piani con funzione di ombreggiamento.
• Moduli prevegetati (living wall system) con substrati.

I sistemi per il verde verticale sono classificati in: facciate verdi e sistemi living wall; si considera l’impiego o meno di sistemi computerizzati per la distribuzione di acqua e sostanze nutritive per le piante, che hanno caratteristiche diverse sia per le specie usate, per le soluzioni tecniche, i materiali usati e il tipo di manutenzione.

Classificazione dei sistemi

1. Facciate verdi: basate sull’impiego di piante a sviluppo rampicante ancorate direttamente alla superficie della parete (facciata verde diretta), consentono un inverdimento economico ma presentano complicazioni per i lavori di manutenzione; oppure supportate da reti, graticci o cavi (facciata verde indiretta), realizzati in diversi materiali (acciaio, legno, plastica), vanno considerate le caratteristiche del materiale di supporto; possono trovarsi anche in combinazione con elementi contenitori.
2. Living wall: costituiti da pannelli modulari contenenti substrato organico o artificiale; caratterizzati da una coltura di tipo idroponico basata sull’uso di una soluzione nutritiva per provvedere al fabbisogno delle piante; sono prevegetati in serra e possono essere costituiti da elementi contenitori, materassini in resina espansa o strati di feltro.

Facciate verdi e sistemi LW permettono di sfruttare la disponibilità di superfici verticali di città densamente costruite e giocano un ruolo importante per ottenere benefici microclimatici e ambientali sia su macro scala sia a livello di edificio.

Benefici del verde verticale

• Miglioramento della qualità dell’aria: le piante possono intrappolare, nella trama delle foglie, le polveri sottili ed alcuni inquinanti; le polveri sottili aderiscono alle foglie e non restano sospese in aria e non sono inalate dai cittadini. (Capacità di intrappolare le polveri è proporzionale alla superficie della foglia, indice LAI).
• Biodiversità: dove non c’è disponibilità di aree verdi al suolo, offrono una risorsa di cibo per gli insetti e un’opportunità di nidificazione e riproduzione per i volatili.
• Mitigazione del fenomeno ‘isola di calore’: la vegetazione consente una diminuzione dei consumi energetici per condizionamento, una riduzione delle emissioni e un risparmio economico.
• Gestione acque meteoriche: se unite a sistemi di raccolta dell’acqua, questa può essere riutilizzata per l’irrigazione della facciata verde.

Per la realizzazione di verde verticale va tenuto conto della sostenibilità economica di questi sistemi attraverso un’analisi dei costi e benefici. Possono presentarsi possibili danni e problematiche.

Considerazioni sui sistemi verde verticale

LW: sopravvivenza e crescita delle piante (in base a substrato e efficienza irrigazione) e lo smaltimento dell’acqua in più (causa danni di corrosione). Eventuale sostituzione di piante o pannelli.

Facciata verde: danni all’involucro causati dalla scelta di piante vigorose. Potatura.

Coperture verdi

Una soluzione tecnologica che integra materiali vegetali vivi con usuali materiali edilizi, soluzione di verde pensile. L’uso di zolle erbose per realizzare coperture è molto antico, impiegato principalmente nei paesi nordici. La parte di vegetale vivo è variabile in funzione di clima, esposizione solare e dei venti.

Tipologie di coperture verdi

• Intensivo pesante
• Intensivo leggero
• Estensivo

Diverse per caratteristiche d’uso, stratigrafia e vegetazione; varia la manutenzione, il peso del sistema, i benefici, oneri economici e l’estetica.

Vantaggi delle coperture verdi

• Adattabili a diversi contesti
• Multifunzionali
• Versatili in forma e dimensione
• Valore estetico e fruibilità
• Supporto di biodiversità
• Raffrescamento e isolamento termico dell’edificio

Tipologie di verde nelle coperture

1. Verde estensiva: strato di terriccio di circa 8/10 cm e specie vegetali di tipo erbaceo, buona capacità di autopropagazione e rigenerazione, basso peso e poca manutenzione, bassa calpestabilità.
2. Intensiva leggera/semi intensiva: strato di almeno 15 cm, buona varietà di specie vegetali utilizzabili, calpestabilità buona se integrata con sistemi di protezione, maggiore manutenzione, peso probabile compatibile con i normali carichi.
3. Intensiva pesante: spessore dai 20 cm in su, peso superiore a quello previsto dall’edilizia (va previsto in fase di progetto), possibilità di ospitare arbusti e piccoli alberi, intenso uso pedonale, massima manutenzione.

Pianificazione di una copertura

• Selezione della copertura considerando le caratteristiche strutturali per aumento del carico, accessibilità per messa in opera e manutenzione e inclinazione della copertura.
• Dati climatici per scelta delle specie.
• Analisi dell’ombreggiamento della copertura.
• Condizioni specifiche in base al contesto (salinità, inquinamento…).

Gli strati di una copertura sono simili per i vari prodotti, ogni azienda sviluppa un sistema in base anche alle esigenze del cliente e delle zone climatiche; le principali differenze sono: strato di drenaggio e le specie vegetali.

Strati di una copertura verde

1. Membrana impermeabilizzante: essenziale per qualsiasi tipo di copertura; 3 tipi: realizzata in opera direttamente sulla copertura, membrana monostrato (fogli in plastica o gomma fissati a caldo o con adesivo), membrane fluide dipinte o spruzzate.
2. Barriera antiradice.
3. Strato drenante: per immagazzinare acqua in eccesso e ridurre rischio di infiltrazione nella copertura: materiale granulare (ghiaia, pietre), materiali porosi, moduli drenanti.
4. Strato filtrante: impedisce a strati superiori di scendere insieme all’acqua creando problemi di drenaggio.
5. Substrato: principale parametro per la definizione dei vari sistemi.
6. Vegetazione: selezione delle piante è cruciale per il successo dell’intervento, oltre alle esigenze ecologiche va considerato le temperature più elevate e venti più forti rispetto alle condizioni riscontrabili al suolo. (Raccomandabile l’uso di specie CAM, tramite un ciclo metabolico di fissazione del carbonio che ottimizza la fotosintesi, aprono i pori delle foglie per scambiare ossigeno e CO₂, permettono la conservazione di acqua in condizioni estreme).

Caratteristiche funzionali

• Basse esigenze manutentive: specie ben adattabili non hanno grandi esigenze manutentive, le piante devono resistere alle comuni fitopatologie. La scelta varia in base al tipo di copertura: 1. Estensiva: caratterizzato da basso peso, si usano muschi o prato; 2. Intensiva: specie che si adattano alle condizioni ambientali.
• Biodiversità: la diversità biologica comprende la varietà e variabilità tra organismi e complessi ecologici in cui vivono; contribuisce a formare una nuova comunità aumentando la biodiversità.
• Composizione estetica: riguarda l’accostamento delle diverse piante, tessitura del fogliame e il colore delle fioriture, il sistema deve essere sano dal punto di vista funzionale così le piante si mantengono rigogliose nel tempo.

Le coperture rappresentano il 30% delle superfici orizzontali delle città densamente costruite e giocano un ruolo importante per ottenere numerosi benefici microclimatici e ambientali.

Benefici ambientali delle coperture

• Migliore qualità dell’aria.
• Biodiversità: le coperture estensive costituiscono un habitat indisturbato per animali e piante.
• Mitigazione fenomeno ‘isola di calore’: coperture verdi riducono il surriscaldamento perché più direttamente esposte alla radiazione solare incidente, possono diminuire i consumi energetici diminuendo le emissioni e avendo un risparmio economico; definite come tecnologie di raffrescamento passivo intercettando la radiazione solare che non arriva alla struttura sotto.
• Gestione acqua meteoriche: l’acqua defluisce in modo diverso in base alla superficie su cui cade, le precipitazioni incidenti sulle aree vegetate sono assorbite dalla terra, senza vegetazione l’acqua scorre attraverso le fogne arriva ai fiumi.
• Migliore estetica.

L’impatto ambientale di una copertura verde varia in funzione della tipologia e dei materiali usati. Le ‘analisi costi e benefici’ (life cycle cost analysis, LCCA) mettono in relazione gli oneri economici (realizzazione, trasporto, messa in opera, manutenzione…) con i benefici economici ottenibili (risparmio energetico, aumento valore immobiliare, riduzione scorrimento superficiale…). Vi sono vari benefici: aumento della durabilità della copertura, risparmio energetico, valore estetico e benefici ambientali.

Incentivi e normative

• Copenhagen: obbligo di inverdire tutte le coperture pubbliche e private.
• Germania: programmi di supporto hanno portato all’inverdimento del 10% dei tetti con incremento di finanziamenti.
• Svizzera: obbligo di inverdire le coperture di nuove costruzioni.
• Tokyo Plan 2000: obbligo per nuove costruzioni con coperture maggiori di 1000 mq di inverdire.

‘Norma UNI 11235’ contiene un’analisi del contesto e indicazioni relative a caratteristiche degli elementi o strati costituenti una copertura verde; classificazione delle tipologie di copertura e di inverdimento in base alla manutenzione necessaria, al controllo di condizioni ambientali per l’intorno territoriale.

Vegetazione in architettura: sostenibilità, estetica e benessere

Squilibri ecologici e ambientali in città sono connessi a:

• Fenomeno ‘isola di calore’ che ha ripercussione sui consumi per condizionamento e sulla qualità dell’aria.
• Gestione acqua meteorica.
• Salute degli ecosistemi.
• Perdita della biodiversità.

Gli impatti della città sull’ambiente si diffondono per soddisfare il bisogno di energia, risorse e per lo smaltimento di rifiuti. Lo stile di vita urbano è associato a stress cronico, poca attività fisica ed esposizione a rischi ambientali. Spazi verdi urbani possono promuovere la salute fisica e mentale e ridurre la mortalità degli abitanti, fornendo relax psicologico e alleviamento dello stress, stimolando la coesistenza sociale e riducendo l’esposizione a inquinanti atmosferici, al rumore e al calore eccessivo. I pazienti ospedalizzati ricoverati in stanze con visuale diretta sul verde recuperano più velocemente. La presenza di piante in uffici riduce la sensazione di discomfort. Per il fenomeno della ‘biofilia’, gli esseri umani sono predisposti biologicamente a cercare il contatto con le forme naturali. La vegetazione ha un ruolo fondamentale per il benessere e la soddisfazione dei cittadini, è importante anche per la determinazione del valore immobiliare di un’area urbana.

Il verde assume una funzione di ‘polmone’ purificando l’aria, costituisce un filtro per le polveri e migliora il comfort acustico riducendo la percezione del traffico veicolare, favorisce l’impressione di una città in ordine e pulita. La diffusione di tecnologie verdi è riconducibile, da un lato, ad un approccio più sostenibile alla costruzione per migliorare le prestazioni degli edifici e le condizioni ambientali, dall’altro ad un’intenzionalità estetica (verde = materiale ecologico).

Relazione tra ambiente e vegetazione

Il corpo umano è un sistema termodinamico che produce lavoro e calore in base all’attività svolta; i trasferimenti di energia avvengono per conduzione, convezione, irraggiamento e evaporazione. Per mantenere equilibrio termico il fisico mette in atto sistemi di termoregolazione. Il comfort termoigrometrico è determinato da: temperatura, umidità e movimento dell’aria. In condizioni stazionarie la sensazione di benessere termoigrometrico dipende da: temperatura dell’aria, temperatura radiante delle superfici, umidità, velocità dell’aria, attività fisica svolta e abbigliamento.

Isola di calore

La differenza di temperatura fra il centro urbano e le aree rurali circostanti è causata principalmente da: cementificazione, prevalenza di superfici asfaltate con coefficienti di albedo basso, emissioni dei veicoli, emissioni delle industrie, emissioni dei sistemi di riscaldamento e aria condizionata, poche aree verdi. Ha impatti sulla salute dei cittadini e provoca maggiori consumi legati al condizionamento estivo.

La vegetazione ha diverse funzioni nel raggiungimento del comfort:

• Ombreggiamento: foglie riducono la quantità di radiazioni solari che raggiungono il suolo, si riducono le temperature. Ogni tipo di suolo ha un proprio valore di albedo (rapporto fra intensità di radiazione riflessa da un corpo e quella con cui è irraggiato).
• Evapotraspirazione: alberi e vegetazione assorbono l’acqua dalle radici e la emettono attraverso le foglie (traspirazione), l’acqua evapora anche dalle superfici circostanti come fusto e terreno. Questo fenomeno, in combinazione con l’ombreggiamento, contribuisce a ridurre i picchi di temperature massime estive.
• Funge da frangivento per ridurre la velocità di esso in prossimità degli edifici.

PM (particulate matter)

L’inquinamento da particelle indica una miscela di particelle solide e liquide presenti nell’aria. Queste piccole particelle possono essere inalate a causare gravi problemi di salute, quelle inferiori a 10 micrometri di diametro sono quelle che portano problemi più gravi in quanto possono penetrare in profondità nei polmoni o alcune nel flusso sanguigno. I benefici della vegetazione per la riduzione della concentrazione di inquinanti variano in funzione di vari parametri: morfologia urbana, direzione e velocità del vento…