4.1 INTRODUZIONE E CLASSIFICAZIONE DELLE FUNZIONI DI CONTROLLO
MICROCLIMATICO
L’utilizzo di arbusti rampicanti in facciata per il controllo microclimatico urbano e degli edifici è una pratica radicata nella tradizione delle nostre città e se negli ultimi trenta anni qualcosa si è mosso per cercare di
comprenderne e misurarne l’efficacia1, costituisce ad oggi un fronte di
ricerca decisamente attivo per le grandi potenzialità che ad applicazioni di questo tipo si potrebbero attribuire in particolar modo nei centri urbani, dove la grande disponibilità di superficie verticale e l’elevato indice di impermeabilizzazione del suolo, fanno del verde verticale una risorsa preziosa per il contrasto di fenomeni congeniti alle aree fortemente edificate come quello delle UHI (Urban Heat Island), poiché contrariamente a qualsiasi altra tecnologia impiegata dall’uomo per la costruzione di involucri edilizi, un manto vegetale non si limita ad assorbire e rilasciare radiazioni solari, ma interagisce attivamente con il suo contesto ambientale metabolizzando e trasformando energia.
Ogni organismo vegetale sia pure in misura proporzionale elle sue caratteristiche fisiche (portamento, estensione e forma della chioma, densità e caratteristiche dimensionali del fogliame), utilizza nel processo di fotosintesi il 2% dell’energia solare incidente sulle sue foglie che ne riflettono invece grazie alla loro superficie cerosa mediamente il 20%, ne trattiene il 48% attraverso il suo sistema linfatico, mentre solo il 30% delle radiazioni vengono trasformate in calore che non viene però direttamente disperso in atmosfera, ma impiegato dalla pianta stessa per alimentare il fenomeno di evapotraspirazione attraverso cui l’acqua raccolta dalle radici circola fino alle foglie che la restituiscono all’ambiente sotto forma di vapore
1 Se gia a partire dagli anni ‘70 si sono
cominciati ad indagare i benefici energetici prodotti dall’applicazione di manti vegetali agli involucri edilizi, i primi dati ricavati da analisi strumentali sono quelli pubblicati nel 1988 dal ricercatore giapponese A.Hoyano relativamente a studi sul potere schermante di pianta rampicanti e barriere vegetali condotti a più riprese nel corso degli anni ’80 presso la città di Fukuoka in Giappone, ed è soltanto negli ultimi anni, che si sono registrati anche in Italia, i primi tentativi di confutare ed aggiornare i suddetti risultati con misurazioni condotte all’interno del nostro territorio nazionale.
Si vedano: di Hoyano A., “Climatology uses of plants fkor solar control and the effects on the thermal environmant of a building”, in ENERGY AND BUILDINGS, n.11, 1988, pp. 181-199 ; di Ariaudo F., Fracastoro G.V., “Il verde parietale come elemento di controllo dei carichi termici”, in Il Progetto Sostenibile, n.15, 2007, pp. 56-65
Recupero e nuove politiche abitative per il Social Housing
Funzioni di controllo microclimatico dell’ambiente costruito delle superfici vegetali applicate all’involucro edilizio
acqueo, aumentando l’umidità relativa dell’aria circostante senza generare un innalzamento della temperatura.
L’impiego di sistemi così efficienti nella stratigrafia dell’involucro edilizio lo trasforma da semplice barriera ad interfaccia capace di fare dialogare sistemi ambientali diversi e comporta una serie di vantaggi che diventano tanto più evidenti alla scala del singolo edificio, ma che si riflettono anche sulla qualità microclimatica dello spazio aperto al suo intorno.
È possibile analizzare questi benefici suddividendoli sostanzialmente i due grandi categorie che fanno riferimento al periodo dell’anno e di conseguenza al contesto climatico all’interno del quale essi vanno ad inserirsi, si può parlare allora di:
• Funzioni di controllo microclimatico degli edifici in regime estivo. Un manto vegetale costituisce un eccellente strato di protezione dall’irraggiamento solare diretto , in primo luogo per quanto riguarda le superfici trasparenti, potendo fungere da vero e proprio elemento schermante capace di intercettare in proporzione alla sua densità
fino al 90% dell’energia solare diretta2 e di autoregolatori, grazie
all’interessante caratteristica delle foglie di disporsi nel modo più
favorevole alla captazione delle radiazioni solari o fototropismo3. Su
pareti e superfici opache è possibile moderare il surriscaldamento delle pareti stesse sfruttando assieme alla resistenza offerta dalle piante, anche l’inerzia termica dello strato d’aria che la separa parete e manto vegetale, riducendo in questo modo per l’ambiente interno carico termico e necessità di condizionamento.Una copertura verde garantisce infine agli involucri edilizi minore assorbimento ed emissività superficiale, limitando quindi non solo l’assorbimento di energia solare da parte delle pareti, ma anche l’emissione durante le ore notturne dell’energia da queste immagazzinata durante il giorno. • Funzioni di controllo microclimatico microclima degli edifici in regime
invernale. L’utilizzo di specie sempreverdi consente di garantire nei periodi più freddi un’efficace schermatura all’azione del vento, grazie all’elevata superficie di contatto offerta dalla complicata geometria di chiome e foglie. In questo modo al vento viene impedito di incrementare lo scambio termico convettivo sulla superficie
2 Si veda: di Wilmers f., “Green for
melioration of urben climate”, in ENERGY AND BUILDINGS, n. 11, 1988, pp. 289-299
3 Con fototropismo si indica il fenomeno
attraverso cui le foglie delle piante si muovono nel corso della giornata seguendo l’inclinazione delle radiazioni solari allo scopo di ottenere il maggiore irraggiamento possibile utile al processo di fotosintesi.
dell’edificio e si conserva intatta la resistenza termica offerta dallo
strato liminare3 esterno delle parete.I rivestimenti vegetali
consentono anche un incremento diretto del potere isolante delle superfici alle quali si applicano in virtù della presenza di un cuscinetto d’aria tra parete e strato vegetale, per l’effetto di assorbimento e riflessione delle radiazioni infrarosse irradiate dall’edificio da parte delle foglie che ne riducono così le dispersioni termiche. A quanto detto va aggiunto l’effetto positivo offerto dalla stagionalità a buona parte delle specie rampicanti più comunemente utilizzate che perdendo ciclicamente la loro chioma si comportano di fatto come componenti tecnologici intelligenti capaci di costituire densi corpi captanti nei mesi più cadi dell’anno senza per questo bloccare l’apporto di calore gratuito offerto dall’irradiazione solare durante l’inverno.
Il reale impatto di tali funzioni di controllo microclimatico sugli edifici di ognuna delle suddette funzioni, non è ovviamente lo stesso, storicamente l’impiego di filtri vegetali a ridosso delle pareti degli edifici, venivano principalmente impiegate (almeno nella tradizione costruttiva del nostro territorio nazionale) per lo sfruttamento dei benefici da esse offerto durante il periodo estivo, e non è un caso se la maggior parte dei dati sperimentali ad oggi in nostro possesso riguarda funzioni di controllo ambientale appartenenti a tale categoria.
Le nuove tecnologie legare ai principi di coltivazione fuori suolo, hanno però introdotto all’interno delle tecnologie per la costruzione di pareti naturalizzate una serie di nuovi componenti e materiali che come abbiamo visto nel precedente capitolo possiedono caratteristiche tali da spingerci a prendere in più seria considerazione di quanto non sia stato fatto sino ad oggi, le prestazioni energetiche offerte da queste tecnologie durante tutto il corso dell’anno.
4 Per liminare si intende lo strato d’aria che
si forma a ridosso della superficie esterna delle parreti e può concorrere in parte ad incrementare il valore di isolamento termico della parete stessa. Perché questo accada è però necessario che la velocità del vento sia tale da non vanificarne l’effetto e non superi i 4 m/s, condizione che l’impiego di specie rampicanti sempre verdi come l’edera per il rivestimento di involucri edilizi può garantire anche nei mesi invernali, periodo in cui l’azione isolante del suddetto strato d’aria risulta più utile.
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Funzioni di controllo microclimatico dell’ambiente costruito delle superfici vegetali applicate all’involucro edilizio
Immagine 1
Parete naturalizzata ricoperta da una coltre di neve.
Impiegando le tecnologie di inverdimento parietale in un contesto climatico come il nostr, caratterizzato da lunglu periodo di freddo diventa imprescindibile valutarne la tenuta ed eventualmente le prestazioni in regime invernale.
4.2 I SISTEMI AMBIENTALI INTERESSATI DALLE FUNZIONI DI CONTROLLO MICROCLIMATICO
l’individuazione di criteri di classificazione utili a comprendere ed ordinare il complesso sistema di meccanismi attraverso cui una parete vegetale interagisce con il suo intorno, non si risolve nella semplice divisione su base stagionale dei fenomeni da questi generati.
L’impiego di schermi vegetali a ridosso degli involucri edilizi come detto, trasforma le chiusure verticali degli edifici, da barriere a interfacce tra diversi sistemi ambientali, sistemi che a questo punto è necessario tentare di individuare con maggiore precisione, almeno per quanto riguarda quelli che risultano direttamente interessati dagli effetti prodotti dalle pareti verdi attraverso le funzioni di controllo microclimatico ad esse riconducibili.
L’azione ambientale di un manto vegetale applicato all’interno di un conteso costruito, a prescindere che risulti direttamente applicato all’involucro di un edificio o sostenuto attraverso l’impiego di appositi telai strutturali, riguarda generalmente almeno due distinti sistemi ambientali:
• L’ambiente interno al rivestimento, che nella fattispecie delle pareti naturalizzate tende a coincidere con l’esterno del volume edilizio rivestito e rispetto al quale lo strato vegetale gioca sostanzialmente il ruolo di una componente di facciate, mettendo a sistema il proprio contributo in termini di controllo dei flussi termici ed energetici, con quello delle altre componenti e formando di fatto assieme ad esse una unico sistema di facciata ibrido, in cui natura ed opera umana si sostengono e si valorizzano vicendevolmente.
• L’ambiente esterno e limitrofo al rivestimento, ossia l’insieme degli spazi aperti attorno all’involucro rivestito che in qualche misura rientrano all’interno dell’area di influenza microclimatica del manto vegetale. A tal proposito va precisato che non esiste una definizione univoca e valida di tali spazi, che possono essere chiamati spazi filtro o pertinenze degli edifici, ma che di fatto comprendono potenzialmente al loro interno un gran numero di altre specie di spazi urbani e che possono variare nella loro estensione a seconda della quantità e qualità delle strutture naturalizzate o specie vegetali