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Corso di Laurea in Tecniche dell’edilizia Laboratorio di Costruzione IA

SOSTENIBILITA’ E ARCHITETTURA Agnese Ghini

Definizioni

-1. architettura bioclimatica

-2. architettura ecologica – green architecture

-3. bioedilizia o architettura bioecologica – baubiologie

-4. bioarchitettura

Ugo Sasso, “Bioedilizia e bioarchitettura”, in AA: VV., Costruire sostenibile, Alinea, Firenze, 2001



Architettura bioclimatica

Il manufatto “climaticamente responsabile” è da sempre presente nella storia dell’uomo, come dimostrano sia l’architettura tradizionale delle regioni caratterizzate da climi estremi, sia elementi formali e tecnici consolidati nel patrimonio tradizionale di ogni luogo – il portico, lo sporto del tetto, le torri del vento, i sistemi ipogei per raffrescare o riscaldare l’acqua o l’aria provenienti dall’esterno, …. A seguito della crisi petrolifera mondiale, nei primi anni ’70, iniziano a farsi avanti i primi tentativi di progettazione in funzione del clima, particolarmente attenta allo sfruttamento delle fonti naturali di energia. Le prime realizzazioni – la casa “attiva” – impiegavano le tecnologie solari – collettori solari e pannelli captanti –in seguito, con la casa “passiva”, si passò a impieghi di sistemi di captazione delle radiazioni solari – superfici captanti e serre, controllo e gestione dei moti convettivi dell’aria, muri Trombe, … – integrati a componenti in grado di conservare l’energia – masse di accumulo, coibentazione termica maggiorata, …

Oggi, per architettura bioclimatica si intende un’architettura in grado di controllare ogni parametro climatico e ogni valore ambientale, utilizzando sistemi di raffrescamento naturali, sistemi integrati di captazione e protezione solare, apparati tecnici per lo sfruttamento controllato della luce naturale all’interno, …

Ugo Sasso, “Bioedilizia e bioarchitettura”, in AA: VV., Costruire sostenibile, Alinea, Firenze, 2001



Architettura ecologica – green architecture

Architettura “ambientalmente responsabile”. E’ un’espressione di origine anglosassone che accoglie molte delle problematiche bioclimatiche ma che essenzialmente imposta la qualità architettonica e urbana sulle questioni di salubrità. In questo è supportata da ricerche sviluppate negli Stati Uniti, in Gran Bretagna – vedi la green architecture – e a livello di alti Organismi internazionali, a partire dagli anni ’70, sulle cause dell’inquinamento interno degli edifici.Oggi le tematiche specifiche sono riferite a: inquinamento indoor; ciclo di vita dei materiali e dei componenti; comportamento energetico degli edifici e delle soluzioni tecnologiche; valutazione eco–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 rivelatesi dannose alla salute e all’ambiente. Sono trascurate le componenti psicologiche, filosofiche e umanistiche.Per effetto della Conferenza ONU sullo Sviluppo Sostenibile, nel 1992, l’espressione “architettura ecologica”tende ad essere sostituita da “attività costruttiva sostenibile”, nel rispetto anche degli aspetti socioeconomici contenuti nel concetto di sviluppo sostenibile.



Bioedilizia o architettura bioecologica – baubiologie

E’ una definizione che in Italia è stata introdotta dall’Associazione Nazionale Architettura Bioecologica e che, abbracciando tutti i concetti prima espressi, traduce al meglio quello che i Paesi di lingua tedesca, pionieri in questo modo di intendere l’architettura, chiamano Baubiologie. Rivendica l’idea che l’involucro edilizio sia assimilabile ad una terza pelle che, come accade per l’uomo, deve mantenere un equilibrio con il cosmo. Questa concezione è supportata da alcuni studi, per lo più non riconosciuti dalla scienza ufficiale, sul ruolo esercitato delle forze elettromagnetiche naturali presenti nella terra e nel cosmo sullo sviluppo della vita, sull’incidenza dell’elettromagnetismo sulla salute umana, sulle relazioni tra salute e abitazione, sulla rabdomanzia e il Feng–Shui.Sono recuperati i temi dell’architettura organica ispirata alle teorie antroposofiche di Rudolf Steiner e del regionalismo vernacolare per rivalutare le tecnologie costruttive della tradizione.Oggi è posta particolare attenzione, oltre che agli effetti dannosi dei materiali sintetici impiegati in edilizia, alle conseguenze negative dovute all’emissione di radon in prossimità o all’interno dei luoghi abitati.“Il merito principale dell’idea biologica è quello di aver spostato l’accento dall’oggetto costruito all’uomo che lo abita”. I risultati di questo approccio sono confluiti in una ricca manualistica di tipo prescrittivo, soprattutto in lingua tedesca, per la scelta dei materiali e delle tecnologie più biocompatibili.



Bioarchitettura

Il termine è stato coniato da un’associazione nazionale – l’Istituto nazionale di bioarchitettura INBAR – nel 1987. In esso confluiscono i temi dell’architettura ecologica e della bioedilizia. L’obbiettivo della bioarchitettura è quello di riportare l’edificio entro un corretto rapporto con il luogo, in ogni sua accezione di territorio naturale e antropico, ampliando la visione ecologica sulla base di considerazioni storiche e antropologiche.

Combatte l’uniformità tipologica. Propugna l’osmosi con l’esterno. Suggerisce l’uso di materiali naturali. Propone bassi indici di fabbricazione. Privilegia la tutela di singoli nuclei di popolazione rispetto a soluzioni di più vasta scala.

“Considerando la casa, la città, il territorio, quali organismi, la Bioarchitettura rifiuta di ridurne la complessitàalla sommatoria dei diversi componenti costitutivi: così come un essere vivente è qualcosa di diverso e di piùdei suoi elementi, anche lo spazio edificato – in quanto organizzato e portatore di significati e memorie – ènella sostanza qualcosa di diverso (non quantificabile?) rispetto alla giustapposizione razionale dei suoi pezzi.”La Bioarchitettura si appella alla scienza ma anche a tutte quelle discipline, non riconosciute dal mondo scientifico ufficiale, che hanno fornito nei secoli strumenti culturali e di conoscenza rivelatisi idonei a risolvere problemi progettuali e ambientali.



Progettazione integrata-integrale

Se si vogliono efficacemente introdurre le tematiche ambientali nel campo delle costruzioni, è necessario che tutte le discipline interessate convergano su obiettivi comuni.L’approccio globale interdisciplinare della progettazione integrata consente di razionalizzare tutti gli aspetti del progetto combinando metodologie tradizionali e innovative. Il comfort degli utenti, il rispetto dei luoghi, la gestione dell’acqua e dell’energia e il controllo dei costi sono tutti elementi che vengono tenuti in considerazione. Oltre a limitare gli impatti sull’ambiente, questo approccio ha anche una dimensione sociale: l’utente può essere coinvolto tanto nella fase progettuale quanto in quella di costruzione.

Dominique Gauzin-Müller, Architettura sostenibile. 29 esempi europei di urbanistica, qualità ambientale, sviluppo sostenibile, Edizioni Ambiente, Milano, 2003.



Biblioteca, Herten, Germania. L’edificio è chiuso superiormente da una grande copertura vetrata apribile edotata di collettori solari.



Biblioteca, Herten, Germania. Nella rotonda sono state collocate piante subtropicali per aumentare i livelli di ossigeno, garantire assorbimento acustico e ombra nelle giornate soleggiate.



Biblioteca, Herten, Germania. Vista del lato del tamburo, sopra. Pianta del piano terra, sotto.



Ostello dello Youth Educational Insitute, Windberg, Germania. L’edificio, progettato da Thomas Herzog, ricorre a soluzioni tecniche evolute per ottimizzare il guadagno termico durante la stagione invernale: la parete a sud èdotata di un particolare strato isolante traslucido detto translucent thermal insulation che, inserito tra una lastra di vetro e una parete in mattoni, favorisce l’accumulo di calore.



Ostello dello Youth Educational Insitute, Windberg, Germania. Sezione trasversale.



Ostello dello Youth Educational Insitute, Windberg, Germania. Facciata orientale con il blocco degli alloggi rivolto a sud, a sinistra. Planimetria generale: l’ostello è indicato con il numero 2 e si trova a est dell’antico monastero.



Ostello dello Youth Educational Insitute, Windberg, Germania. Immagini dei TIM (translucent thermal insulation).



Edifici residenziali Gneis Moos, “generatori di energia”, Salzburg, Austria. L’autore G. W. Reinberg inserisce serre solari a sud e collettori solari in copertura.



Edifici residenziali “Gneis Moos”, Salzburg, Austria. A destra, planimetria generale. A sinistra, Vista delle serre solari a sud.



OggettoOggetto Quartiere solare di 6 Quartiere solare di 6 edificiedifici

LuogoLuogo SalzburgSalzburg--GneisGneis

ProgettoProgetto ArchitettoArchitetto Georg W. ReinbergGeorg W. Reinberg

RisparmioRisparmio energeticoenergetico Circa 35% del fabbisogno di calore (acqua sanitaria e riscaldameCirca 35% del fabbisogno di calore (acqua sanitaria e riscaldamento) nto) coperto da sistemi solari attivicoperto da sistemi solari attivi

Quartiere solare, Salzburg-Gneis, Austria



OrientamentoIl quartiere è rivolto a sud verso le montagne; gli edifici sono rivolti verso il sole ed il paesaggio

della Moor.

Due edifici ad est delimitano il progetto rispetto alla frammentaria edilizia confinante.



Differenziazione altezzeGli edifici presentano altezze differenziate in modo da permettere agli ultimi piani di ciascun

fabbricato la vista sulla città.

Grazie a queste altezze differenziate, la luce del sole può raggiungere meglio le facciate sud.



Guadagno solare passivoGli edifici con orientamento nord-sud (ad eccezione dell’edificio con collettori) sono concepiti in

modo tale che la parte più alta guardi a sud (tetti a pulpito) riducendo così l’ombreggiamento degli edifici circostanti.

In Inverno può essere sfruttata la quasi totalità della radiazione termica incidente sul lotto.

Il guadagno solare avviene attraverso vetrate a sud (diretto) e attraverso giardini d’inverno (indiretto)



Giardini d’invernoin alcuni edifici sono alti due piani, accoppiati ogni

due unità abitative (Edifici 1,3,4)

in altri edifici occupano tutto il fronte sud (Edificio 2)

Per gli edifici a schiera, orientati est-ovest, sono posizionati sul tetto (Edifici 5,6)

Per l’aerazione automatica degli ambienti, l’aria fresca viene immessa attraverso i giardini d’inverno, in modo che la temperatura venga mitigata naturalmente.



Guadagno solare attivoI collettori solari si trovano sul tetto dell‘edifico

più a nord e costituiscono, senza interruzioni, l‘intera superficie del tetto a sud. (Superficie collettori solari: 410 mq; cisterna per l’acqua 100mc)

La fornitura di calore avviene mediante centrale di teleriscaldamento, mentre circa il 35% del fabbisogno totale (acqua calda sanitaria e riscaldamento) viene coperto ai sistemi solari attivi)



Edificio 3Questo corpo edilizio è differenziato a sud con aggetti progressivi.In tal modo può essere ridotta verso l’alto la distanza dal lotto 2, così come la distanza dal lotto 4 (maggior distanza del piano superiore dal piano terra dell‘edificio retrostante).



Edificio 3



Edifici 5 e 6Dal momento che per tali edifici non è possibile alcun soleggiamento attraverso la facciata sud, per lo sfruttamento termico dell’energia solare è stata progettata la superficie di copertura.I giardini d’inverno sono quindi disposti sul tetto. La luce piove dall’alto e la zona giorno è divisa dal piano superiore con una vetrata. I giardini d’inverno servono anche per la ventilazione naturale all’interno degli edifici.



Orientamenti

Ci si riferisce al concetto di sviluppo sostenibile nella sua accezione generale (Brundtland) e nella sua specificazione attraverso l’Agenda 21 – linee guida internazionali e locali.Più precisamente si pone attenzione a:• Materiali impiegati nei sistemi tecnologici1. LCA (Life Cycle Assessment). La definizione più ricorrente e più condivisa di LCA è quella data dalla Society of Environmental Toxicology and Chemistry (SETAC) e oggi codificata nella norma ISO 14040, secondo la quale l’LCA “è uno strumento atto a valutare i carichi ambientali associati a un prodotto, processo o attività attraverso l’identificazione e la quantificazione dell’energia, dei materiali usati e dei residui rilasciati nell’ambiente, includendo l’intero ciclo di vita del prodotto, processo o attività (estrazione e trattamento delle materie prime, fabbricazione, trasporto e distribuzione, uso, riuso, manutenzione e smaltimento finale).”2. Caratteri prestazionaliComportamento termoigrometricoCapacità di isolamento acustico….



Orientamenti

• Risparmio energeticoper gli usi domestici: riscaldamento–raffrescamento; cucina; illuminazione e altri elettrodomestici

• Aspetti bioclimaticiRispondenza dell’organismo edilizio ai bisogni di confort ambientale interno in relazione alle condizioni climatiche esterne1. orientamento2. compattezza: rapporto superficie/volume3. protezione estiva dalle radiazioni solari4. protezione invernale dal freddo e dagli agenti atmosferici5. sistemi di captazione delle radiazioni per la produzione di energia6. soluzioni di involucro per l’ottimizzazione del rapporto tra interno ed esterno

…

• Gestione dei rifiuti e delle acque reflue



Progettazione sostenibileIl concetto di sostenibilità fu introdotto per la prima volta nel 1987 da Gro Harlem Bruntland, nel rapporto “OurCommon Future”, presentato alla 42° sessione plenaria delle Nazioni Unite, per indicare un tipo di sviluppo economico ampiamente compatibile con le necessità sociali e ambientali, sia nei sistemi locali che nella sua dimensione globale. In particolare, si attribuisce l’aggettivo sostenibile a tutte quelle attività che riconoscono all’ambiente un limite di capacità sia nel fornire risorse sia nell’assorbire i rifiuti prodotti dall’azione dell’uomo – carryng capacity – e che mirano al soddisfacimento dei bisogni attuali senza compromettere la potenzialità delle generazioni future. In questo senso, il concetto di sviluppo sostenibile èfortemente legato alla riduzione della quantità di risorse - materia ed energia – impiegate durante il ciclo di vita di ogni manufatto, dalla sua produzione alla dismissione finale.

La p. s. recepisce il concetto di sostenibilità finalizzando l’atto progettuale alla definizione di un organismo rispondente oltre alle valenze morfo-funzionali che permettono la completa fruibilitàdell’edificio anche ai criteri di risparmio energetico e contenimento dei materiali ad alto impatto ambientale – non riciclabili; ad elevato consumo di energia primaria; non idonei alla salubrità degli spazi confinati.

L’approccio alla p. s. è rintracciabile in alcune esperienze del passato che, pur scollegate tra loro per cronologia, luogo e connotazione formale, presentano la ricorrenza di alcuni temi comuni associabili al vasto ambito della sostenibilità nella sua accezione sociale e ambientale.



Tra queste, sono da ricordare tutte le espressioni di architettura “socialmente consapevole” nate nell’Europa social democratica del secondo dopoguerra, dirette discendenti delle esperienze svedesi di AlvarAalto o inglesi delle Arts and Craft, per dare una risposta di alto contenuto sociale e comunitario – ad esempio con la realizzazione di comunità di mutuo soccorso e morfologie urbane per unità di vicinato - alle impellenti esigenze di ricostruzione. Il benessere socio-culturale e l’autosufficienza rurale ricercate da Hassan Fathy nella pubblicazione di Architecture for the poor e nella realizzazione del villaggio di Gournaper una comunità di contadini egiziani costituiscono un altro significativo esempio di p. s. Altri prodromi si possono rintracciare nelle opere di Buckminster Fuller basate su un approccio tecnico fantasioso che mira alla riduzione di materia per ottenere il massimo impiego dal minimo consumo. Analogamente, Frei PaulOtto risolve sistemi strutturali adottando il minimo quantitativo di energia e di materia; Cedric Price, negli anni Sessanta, progetta nuovi spazi rigenerando risorse e strutture preesistenti per sfruttarne la potenziale capacità trasformativa e il patrimonio di materia ed energia in esse contenuti. Un’esperienza tra le piùsignificative tra quelle che precedono la formalizzazione del concetto di sostenibilità è rappresentata dall’Autarkic House progettata e realizzata, negli anni Settanta, da Alex Pike, in collaborazione con gli studenti di Architettura dell’Università di Cambridge, come modello di autosufficienza energetica, ottenuta mediante il ricorso a sistemi solari attivi e passivi, alla forza eolica e alla biomassa degli scarti organici.

Oggi, la p. s. si esprime attraverso tendenze molto diversificate tra loro ma riconducibili ad alcuni fondamentali filoni (D. Gauzin-Müller, L’architecture écologique, 2001): il “low tech”, l’“high tech”, l’“umanesimo ecologico”, l’“ecologia democratica e sociale”, il “minimalismo ecologico”.



Al “low tech” appartengono tutte quelle esperienze fondate sul ricorso a tecnologie elementari, locali e utilizzabili in processi di autocostruzione: la tecnologia del legno (v.), della terra cruda (v.) e tutte le tecnologie tradizionali che impiegano materiali del luogo semilavorati permettono con semplici conoscenze di base la realizzazione di edifici, anche di complessa morfologia, e favoriscono la progettazione partecipata. Le realizzazioni di Lucien Kroll in Belgio, di Peter Hübner in Germania, di Sverre Fehn in Svezia sono alcuni esempi rappresentativi. L’“high tech” è riconducibile ai canoni della p. s. in quei suoi virtuosismi tecnologici finalizzati al raggiungimento del risparmio energetico in relazione ad alte prestazioni di confort ambientale: in particolare, le assunzioni di impegno da parte di alcuni architetti europei – Norman Foster, Thomas Erzog, Renzo Piano, Francoise Helene Jourda e Gilles Perraudin, Richard Rogers, Frei Paul Otto, i più noti –nel documento READ (Renewable Energies in Architecture and Design) testimonia la centralità del tema energetico e del consumo di materia connesso alla realizzazione e gestione del manufatto edilizio. Tra queste due tendenze estreme è possibile collocare altre posizioni meno connotate oscillanti tra un approccio ibrido – l’“umanesimo ecologico” - che abbina, libero da condizionamenti culturali, materiali tradizionali a prodotti e soluzioni tecniche innovative; un approccio particolarmente finalizzato al soddisfacimento della dimensione sociale del fare architettura - “ecologia democratica e sociale” -; infine, il “minimalismo ecologico”, riconducibile ad una nuova generazione di architetti e ingegneri, che rappresenta un approccio attento agli elementi costituitivi - formali e funzionali - del progetto entro i quali integra, spesso nascondendola, la valenza ambientale (Baumshlager & Eberle).



Adalberto Libera, Casa Malaparte, Capri, 1938



Alexander Pike, The Autarkic House, Cambridge, 1971-79



Herb Greene, The Prairie House, Norman, oklahoma, 1961



BibliografiaAA. VV., Costruire sostenibile, SAIE, Alinea, Firenze, 2000AA:VV:, Costruire sostenibile il Mediterraneo, SAIE, Alinea Editrice, Firenze, 2001AA. VV., Qualità urbana, casa, benessere. La Cooperazione di abitazione per uno sviluppo biocompatibile ed ecosostenibile, Atti, Edizioni Conquiste, Bologna, 2001AA. VV., Per un abitare sostenibile. Verso un codice concordato ANCAb, Edicom Edizioni, Monfalcone, 2003Allen G., Moro M., Burro L., Repertorio dei materiali per la bioedilzia, Maggioli, Rimini, 2001ANAB, Architettura bioecologica, Edicom Edizioni, Monfalcone, 1996Antonini E., Residui da costruzione e demolizione: una risorsa ambientalmente sostenibile, Franco Angeli, Milano, 2001Baglioni A., Piardi S., Costruzioni e salute, FA, Milano, III ed. 1993Benedetti C., Manuale di Architettura bioclimatica, Maggioli Editore, Faenza, 1987Berta L., Bovati M., Progetti di architettura bioecologica, Rimini, Maggioli, 2004Bertagnin M., Bioedilizia. Progettare e costruire in modo ecologicamente consapevole, Edizioni GB, Padova, 1996Bevitori. P., a cura di, Guida alla casa ecologica, Maggioli, Rimini, 2003BigazzinD., Sala M., Capitolato di materiali e tecnologie biocompatibili, Alinea Editrice, San Labaro di Savena, 1999Bottero M., Rossi G., Scudo G., Silvestrini G., Architettura solare:tecnologie passive ed analisi costi–benefici, Clup Città Studi, Milano, 1984Bruno S., Progettazione bioclimatica e bioedilizia, Il sole 24 ore, Milano, 1999Bufera F., Architettura e ambiente. Manuale per il controllo della qualità termica, luminosa e acustica degli edifici, Etas libri, Milano, 1995Carletti C., Sciurpi F., Passivhaus. Evoluzione energetica e comfort ambientale negli edifici italiani, Pitagora, Bologna, 2005.Codazza D., et al., Impegno per una progettazione ecologica, Maggioli, Rimini, 1992Colombo G., Lo stato dell’arte nella progettazione degli edifici passivi, Alinea Editrice, Firenze, 2006Faconti D., Piardi S., a cura di, La qualità ambientale degli edifici, Maggioli, Rimini, 1998Francese D., Architettura bioclimatica, UTET, Torino, 1996Jones L., Atlante di Bioarchitettura, UTET, Torino, 2002



BibliografiaKibert C., Construction ecology. Nature as a Basis for Green Buildings, Taylor & Francis Books, 2001Gangemi V., a cura di, Riciclare in architettura. Scenari innovativi della cultura del progetto, Clean Edizioni, Napoli, 2004Gauzin – Muller D., Architettura sostenibile, Edizioni Ambiente, Milano, 2003Grosso M., Concetti, precedenti architettonici, criteri progettuali, Maggioli, Rimini, 1997Lavagna M., Sostenibilità e risparmio energetico. Soluzioni tecniche per involucri eco-efficienti, Clup, Milano, 2005Logora A., Architettura e bioclimatica, La rappresentazione dell’energia nel progetto, Sistemi editoriali SE, Napoli, 2003Mancini E., Jegou F., Quotidiano sostenibile. Scenari di vita urbana, Edizioni Ambiente, Milano, 2003Niellano N., Risorse internet per l’edilizia sostenibile, BE–Ma Editrice, Milano, 1999Olgyay V., Un approccio bioclimatico al regionalismo, Muzzio, Padova, 1981Portoghesi P., Scarano R., L’architettura del sole, Gangemi Editore, Roma, 2004Piardi S., Carena P., Oberti I., Ratti A., Costruire edifici sani, Guida alla scelta dei prodotti, Maggioli, Rep. S. Marino, 2000Sala M., et al., Tecnologie bioclimatiche in Europa, Alinea, Firenze, 1994Sala M., Nelli L., Tecnologie solari, Alinea, Firenze, 1993Scudo G., Grosso M., Edilizia sostenibile, 44 progetti dimostrativi, Sistemi editoriali SE, Napoli, 2002Scudo G., Piardi S., a cura di, Edilizia sostenibile. 44 progetti dimostrativi, Se, Napoli, 2002Serra Florensa R., Coch Roura H., L’energia nel progetto di architettura, Città Studi Edizioni, Milano, 1997Soleri C., Architettura come ecologia umana, Jaca Book, Milano, 2000Wienke U., Manuale di bioedilizia, Dei, Roma, 2002Wienke U., Dizionario dell’edilizia bioecologica, Dei, Roma, 1999Wienke U., Aria, colore e luce, Dei, Roma, 2005Wines J., Green Architecture, Taschen, Koln, 2000



Il progetto sostenibile, trimestrale, Edicom Edizioni

Quaderni di Naturpolis, Edicom Edizioni

L’architettura naturale, trimestrale, Edicom Edizioni

Costruire in laterizio, mensile, Faenza Editrice

Materia, trimestrale, Motta Editore

Area, trimestrale, Motta Editore

Emerografia

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