Tesina sulla Bioarchitettura

BIOARCHITETTURA, PROGETTARE IN ARMONIA CON L'AMBIENTE

Cos'è la bioarchitettura

La bioarchitettura, è l'insieme delle discipline che presuppongono un atteggiamento

ecologicamente corretto nei confronti dell'ecosistema. In una visione caratterizzata dalla

più ampia interdisciplinarità e da un utilizzo parsimonioso delle risorse, la bioarchitettura

tende a integrare le attività dell'uomo alle preesistenze ambientali ed ai fenomeni naturali,

al fine di realizzare un miglioramento della qualità della vita attuale e futura.

Le teorie della Bioarchitettura si diffondono nella metà degli anni 1970, grazie all’impegno

di alcuni studiosi contro l’impiego di materiali e sostanze nocive artificiali nelle costruzioni.

Dalla fine degli anni 80 la bioarchitettura ha tentato di riunificare diverse discipline: studi

su impostazioni filosofiche e approcci progettuali preesistenti come quelli dell’architettura

organica.

La bioarchitettura analizza le condizioni del benessere delle persone in rapporto alle

abitazioni e ai luoghi su cui queste sono edificate. Essa prevede l'uso di materiali dotati

del minimo impatto possibile sull'ambiente, sia in fase di produzione sia in fase di impiego

e di smaltimento finale; considera la creazione di spazi abitativi privi dei caratteri di

nocività, attribuita al cosiddetto ambiente confinato, e prevede la protezione contro le

cause di inquinamento esterno.

Alcune delle caratteristiche tipiche della bioarchitettura sono: il recupero dell'acqua

piovana, raccolta e conservata per essere poi utilizzata in vario modo; la scelta dei

materiali effettuata con criteri che tengono conto del loro contenuto energetico (quantità di

energia necessaria per la loro produzione); l'uso di materiali riciclati o riciclabili; l'elevato

livello di isolamento termico e acustico; il ricorso a fonti energetiche alternative e

integrative.

Differenze tra edilizia tradizionale e bioedilizia

In una costruzione tradizionale, economicamente parlando, la mano d’opera per la

costruzione incide, per oltre il 60%, mentre l’incidenza del costo dei materiali rimane sotto

al 40%. Nella costruzione con la bioedilizia, questo rapporto viene completamente

rovesciato e quindi saranno i materiali d' alta qualità impiegati ad incidere per oltre il 60%

sul costo della costruzione, mentre l’incidenza della mano d’opera si ferma al 30-40%. 2

Una casa costruita con criteri di bioedilizia viene realizzata preferendo materiali

ecocompatibili che svolgono una funzione attiva sull’ambiente, favorendo la traspirabilità

delle pareti, rispettandone il profilo igrometrico, debellando così la formazione di muffe ed

umidità. Particolare e grande attenzione viene data alla coibentazione acustica e termica

che aumentano in maniera esponenziale il comfort ambientale e favoriscono un notevole

risparmio energetico, sia sulle spese per il riscaldamento in inverno che su quelle per il

condizionamento in estate.

Le strutture realizzate con tecnologie legate alla bioedilizia presentano maggiore

resistenza all'azione del sisma, oltre che all'azione dei forti venti, perché possono oscillare

sebbene saldamente ancorate, grazie a dei sistemi di fissaggio speciali in acciaio, a

solette o ad interrati costruiti in cemento armato. Le strutture in legno massiccio hanno

superato le prove sismiche in Giappone con la simulazione di un terremoto del 10º grado

della scala Richter. Le strutture costruite in edilizia tradizionale, ad esempio in cemento

armato, sono molto pesanti, rigide e poco flessibili per cui resistono peggio a sollecitazioni

sismiche. Inoltre le tamponature fatte di mattoni forati, nel caso di minima torsione della

struttura, esplodono frantumandosi in migliaia di schegge creando effetti e danni

devastanti.

Le strutture realizzate in Bioedilizia sono inoltre resistenti al fuoco, poiché il legno brucia

solo se è sottile ed arieggiato, altrimenti non brucia ma carbonizza lentamente. Una

parete in legno massiccio, dopo 90 minuti sottoposta all’azione di una fiamma a 1000°

gradi, aumenta la temperatura sul lato opposto di soli 1,8° gradi. Una parete in cemento

armato, sottoposta alla stessa prova dopo soli 30 minuti, aumenta la propria temperatura

di 400° gradi perché l’acciaio conduce il calore molto più rapidamente attraverso il

cemento. In questo stato la struttura in cemento armato o in acciaio crolla, collassando su

se stessa.

Nelle strutture in bioedilizia non esistono ponti termici. Nelle strutture in edilizia

tradizionale l’utilizzo di materiali ferrosi (es. balconi) facilitano il passaggio del caldo e del

freddo dall’esterno all’interno dell’abitazione.

Alcuni dei principi progettuali alla base della bioarchitettura sono:

 ottimizzare il rapporto tra l'edificio ed il contesto. Compito dell'architetto, è creare

luoghi significativi per aiutare l'uomo ad abitare, ciò attraverso la comprensione

ed il rispetto delle caratteristiche proprie del sito;

 privilegiare la qualità della vita ed il benessere psicofisico dell'uomo; 3

 salvaguardare l'ecosistema;

 impiegare come elementi del progetto le risorse naturali (acqua, vegetazione,

clima);

 non causare emissioni dannose (fumi, gas, acque di scarico, rifiuti);

 concepire edifici flessibili e riadattabili nel tempo prevedendo interventi di

ampliamento o cambiamento di destinazione d'uso;

 prevedere un diffuso impiego di fonti energetiche rinnovabili;

 utilizzare materiali e tecniche ecocompatibili, preferibilmente appartenenti alla

cultura materiale locale.

Fine primario della bioarchitettura è dare all'edilizia un nuovo indirizzo rivolto al rispetto

delle esigenze dell'abitante e dell'ambiente. 4

IMPIANTI – LE FONTI ENERGETICHE INTEGRATIVE

Le fonti energetiche vengono definite integrative quando sono in grado di contribuire, in

misura più o meno grande, al soddisfacimento del fabbisogno energetico.

Le principali fonti energetiche integrative sono:

 il sole: fornisce energia che può essere trasformata in energia termica (attraverso

pannelli, collettori solari) o in energia elettrica (mediante il pannello fotovoltaico).

 il vento: sfruttato attraverso generatori a pale per produrre energia elettrica

 le biomasse e i rifiuti solidi: consentono di produrre energia attraverso appositi

sistemi di trasformazione basati su processi termochimici e biochimici.

 il vapore e l'acqua calda (anche dette geotermiche): fuoriuscenti dal sottosuolo,

possono essere trasformati in energia elettrica o in energia termica per impianti di

riscaldamento.

I pannelli solari termici

Il più diffuso sistema per produrre energia rinnovabile, attraverso la trasformazione

dell'energia solare in energia termica a bassa temperatura, è costituito dai pannelli solari

che normalmente vengono istallati sui tetti.

Il funzionamento è semplice: i raggi solari vengono assorbiti grazie ad una piastra

captante di colore nero dove al suo interno circola un fluido termovettore (aria o acqua),

che viene riscaldato dal calore dei raggi solari. Il fluido, a sua volta, trasmette il calore

all'impianto di distribuzione dell'acqua attraverso uno scambiatore, un serbatoio

coibentato dove avviene lo scambio di calore fra il fluido e l'impianto, oppure è utilizzato

direttamente attraverso i pannelli radianti (riscaldamento a pavimento).

I componenti essenziali di un pannello solare sono:

 la piastra captante di colore nero entro la quale scorre un fluido- termovettore- con

la funzione di captare l'energia irradiata dal sole attraverso la superficie scura e

trasferirla sotto forma di energia termica al fluido

 l'involucro (metallico o di resina poliestere, rivestito internamente di isolante

termico). 5

Il dimensionamento di un impianto a pannelli solari consiste sostanzialmente nel calcolo

della superficie di pannelli occorrente per soddisfare un determinato fabbisogno di acqua

calda .

Energia termica giornaliera richiesta all'impianto termico:

L'energia “q” misurata in J/giorno, viene calcolata mediante la formula:

( )

q=Cs⋅V⋅ t−ta 3

dove Cs è il valore specifico dell'acqua ( 4187 J/dm · °C), V è il fabbisogno di acqua

calda in litri/giorno, “t” è la temperatura richiesta, “ta” è la temperatura dell'acqua erogata

dall'acquedotto.

Energia solare fornita da 1 metro quadro di pannello in un giorno:

la quantità di energia solare “e” che un metro quadrato di pannello è in grado di captare in

un giorno, viene fornita dalla formula

e=A⋅η⋅K η

dove A è il valore medio giornaliero dell'insolazione calcolato sulla media mensile, è il

rendimento del pannello (va da 0,5 a 0,75) e K è un coefficiente di efficienza di

captazione.

Per trovare la superficie di pannelli necessaria applichiamo la formula:

/

S=q⋅360 e⋅360

Il fotovoltaico

Un altro sistema che sfrutta l'energia solare è il pannello fotovoltaico, che converte

direttamente l'energia prodotta dal sole in energia elettrica attraverso dei semiconduttori

che generano energia elettrica quando vengono colpiti dalla radiazione solare. Questa

trasformazione avviene all'interno di celle fotovoltaiche dove l'energia solare si trasforma

in corrente continua. L'energia ottenuta viene accumulata in una batteria e trasferita in un

convertitore (inverter) che da corrente continua la trasforma in alternata.

Le celle fotovoltaiche sono costituite da strati di spessore estremamente ridotto, di forma

e dimensioni variabili, le cui superfici interne sono trattate in modo da consentire il

collegamento elettrico. Il materiale più utilizzato per la realizzazione delle celle

fotovoltaiche è il silicio.

I sistemi fotovoltaici possono essere impiegati in forma autonoma, per fornire energia

elettrica a luoghi non raggiunti dalla rete elettrica, o semplicemente per integrare la

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fornitura di energia in normali edifici.

La produzione di energia fotovoltaica può essere totalmente utilizzata in modo autonomo,

oppure essere ceduta attraverso un vero e proprio scambio di energia con l'ente

erogatore che utilizza quella eventualmente prodotta in eccesso, in cambio di un

indennizzo, sulla base di uno specifico contratto.

La pompa di calore

Un altro dispositivo di energia rinnovabile è la pompa di calore, che consente di estrarre

calore da una sorgente a bassa temperatura e di pomparlo in un circuito chiuso percorso

da uno speciale fluido (frigogeno). Nella pompa di calore avviene un ciclo termico che si

svolge nel seguente modo: il fluido frigogeno entra nell'evaporatore, che lo trasforma in

gas, dopo di che entra nel compressore dove la sua pressione aumenta facendo così

aumentare anche la temperatura. Il gas entra nel condensatore che inizialmente cede

calore all'ambiente attraverso i radiatori. Dopo si condensa e ritorna liquido ed entra nella

valvola di espansione che riduce la temperatura per far cominciare nuovamente il ciclo.

Può essere utilizzato anche il ciclo reversibile, in funzione climatizzante, invertendo il

compressore con la valvola di espansione.

Altre fonti di energia integrative

L'energia eolica, cioè quella prodotta dal vento attraverso dispositivi detti aerogeneratori.

Produzioni significative di energia attraverso l'eolico sono possibili soltanto in zone battute

da vento sufficientemente intenso e costante. Lo sfruttamento del vento con piccoli

impianti, adatti per la produzione di modeste quantità di energia, è invece possibile in ogni

località mediamente ventosa ed è frequentemente utilizzato per integrare l'alimentazione

elettrica di altre fonti rinnovabili.

Le biomasse ossia la parte organica risultante da rifiuti, scarti delle industrie zootecniche

o residui di altre lavorazioni che può essere trasformata in combustibili solidi, liquidi o

gassosi o in sostanze chimiche adatte a sostituire altri prodotti derivanti dal petrolio.

L'energia geotermica è l'energia termica accumulata nel sottosuolo. Questa fonte

energetica può essere sfruttata, solo in minima parte nelle zone vulcaniche, utilizzando i

getti di vapore e le sorgenti calde. L'energia geotermica è impiegata per la produzione di

energia elettrica e per il riscaldamento. 7

D'ANNUNZIO E LA NATURA

Biografia di Gabriele D'Annunzio