Dottore di ricerca in Tecnologia
dell’Architettura
XXII ciclo
1. Dettaglio di parete verde, Edificio Ex Ducati, MC Architects (fonte MC Architects)
2. Vista di Curitiba, una delle prime città in America a puntare sulla crea- zione di verde urbano diffuso. (fonte IPPUC)
Introduzione
Il tema dell’applicazione di superfici vegetali all’in- volucro edilizio, è da alcuni anni a questa parte al centro di crescente interesse non soltanto da parte di progettisti, botanici ed artisti, ma di numerosi op- eratori del mercato delle costruzioni, disposti ad investire risorse e tempo nello sviluppo di queste tecnologie.
Tale fenomeno, si può da un lato ricondurre all’ec- cezionale qualità e varietà estetica che attraverso l’impiego dei rivestimenti vegetali è possibile con- ferire all’ambiente costruito come hanno recente- mente messo in evidenza le parteti idroponiche progettate dal botanico francese Patrick Blanc. Ma l’attenzione rivolta dal mercato nei confronti delle superfici naturalizzate, è anche dovuta dalla do- manda di tecnologie a basso impatto ambientale che in questi anni sta orientando le strategie di mercato di un numero crescente di settori produttivi creando le premesse ideali allo sviluppo di tecnologie ibride, che consentano l’impiego di elementi naturali per migliorare l’efficacia degli oggetti e degli spazi creati dall’uomo.
Le tecnologie finalizzate all’inverdimento parietale oggi disponibili sul mercato, offrono ai progettisti inedite ed affascinanti prospettive di intervento a scala urbana ed edilizia, trasformando di fatto il piano di facciata in campo di coltura per una enorme vari- età di specie vegetali, ed estendendo i confini del verde urbano all’abbondante riserva di superfici ver- ticali che caratterizza l’orografia artificiale delle nos- tre città.
3. Produzione di manti erbosi per il rivestimento di superfici verticali (fonte Michele Olivieri)
di un lavoro di ricerca più ampio, attraverso il quale si è inteso approfondire e fare chiarezza sugli aspetti tecnologici e funzionali legati all’impiego di pareti nat- uralizzate per il controllo microclimatico degli spazi costruiti, tentando di colmare almeno in parte le suddette lacune.
Obiettivi e limiti della ricerca
La possibilità di generare qualità alle diverse scale di intervento e rispetto a diversi sistemi ambientali allo stesso tempo, rappresenta ad oggi: il motore e la principale incognita relativamente alle reali prospet- tive di diffusione per gli involucri naturalizzati. A tale proposito, risulta essenziale, a fronte di un orizzonte tecnologico estremamente dinamico ed in continua espansione, la definizione di un quadro ri- assuntivo in merito allo stato dell’arte delle alterna- tive di prodotto ad oggi reperibili sul mercato (in termini di sistemi di sostegno, substrati di coltura e scelta delle specie vegetali più adatte a svilupparsi sul piano di facciata), tentando per esse di definire, col supporto di dati sperimentali selezionati tra quelli presenti in letteratura, o ricavati ponendo in essere verifiche sperimentali appositamente studi- ate, dei chiari confini prestazionali in termini di con- trollo microclimatico dell’ambiente costruito per le suddette tecnologie.
Trattando di tecnologie al confine tra diversi ambiti disciplinari come quelle degli involucri naturalizzati, si rende necessario porre in essere una serie di precise limitazioni del campo di indagine.
Occorre dunque precisare che il presente contribu- to prende in considerazione esclusivamente le tec- nologie finalizzate all’applicazione di superfici natural- izzate, sulle componenti dell’involucro edilizio classifi- cabili come chiusure verticali esterne, escludendo dunque i sistemi per la creazione di tetti verdi, o gia- rdini pensili intensivi ed estensivi.
La scelta dei prodotti di mercato analizzati è stata ef- fettuata sulla base di un accurato screening di mer- cato a scala internazionale, finalizzato a raccogliere informazioni relative al maggior numero possibile di alternative tecnologiche per quanto riguarda le com- ponenti artificiali dei sistemi di inverdimento pari- etale, mentre si è rivelato necessario ricorrere a pre- cise limitazioni di campo per la selezione delle piante più adatte all’impiego parietale, la cui scelta è stata limitata alle specie diffuse sul territorio Italiano. D’altra parte, il recente trasferimento di tecniche e
materiali sviluppati in ambito vivaistico nella pro- duzione di involucri vegetali col conseguente impiego di substrati di coltura sempre più leggeri e sottili per essere più facilmente integrati agli involucri degli edifici, ha comportato inevitabilmente degli ef- fetti sulla qualità degli strati vegetali, effetti a cui tec- nici e produttori hanno spesso tentato di fare fronte ricorrendo a strategie anche molto diverse tra loro, generando in pochissimi anni una grande varietà di alternative tecnologiche, che spaziano dalla semplice rivisitazione di componenti e tecniche tradizionali, sino all’integrazione di sofisticate ed onerose com- ponenti impiantistiche.
Occorre inoltre rilevare come a dispetto del poten- ziale in termini di controllo microclimatico spesso prospettato da progettisti e produttori in favore del- l’impiego di rivestimenti naturali in facciata, esistono ad oggi notevoli lacune in merito alla disponibilità di dati scientifici concreti, che possano attestare l’effet- tiva efficacia, almeno per quanto concerne le più re- centi tecnologie basate sull’impiego di substrati di coltura artificiali posti in verticale lungo il piano di facciata. I contenuti di seguito riportati sono estratti
4. Vista della parete di studio (fonte Michele Olivieri) 5. Dettaglio della parete di studio (fonte Michele Olivieri)
guite attraverso l’impiego di una parete di studio appositamente predisposta.
Anche in questo caso il coinvolgimento di alcune aziende produttrici, è risultato decisivo dati gli elevati oneri relativi all’allestimento ed alla manutenzione della stessa parete di studio.
Le misurazioni sono state effettuate con la supervi- sione tecnica per un periodo della durata di quattro settimane, più precisamente dal 05 settembre 2009 al 02 ottobre 2009, caratterizzato dalla presenza di scarsa piovosità, che ha interessato 5 giorni sui 27 di rilievo con precipitazioni di modesta entità, (attorno ai 120mm totali) e temperature massime decisa- mente alte che sono arrivate a superare i 30° , con- tro la 26° di media del territorio pisano, mitigato dal- la vicinanza del mare.
Si è scelto di collocare la parete di studio a ridosso di uno dei blocchi servizi del vivaio, costituito da semplici pareti in blocchi di calcestruzzo ed orienta- to a sud-est. Il suddetto orientamento, pur non of- frendo le migliori condizioni ipotizzabili in termini di esposizione solare, è stato comunque valutato in re- lazione alle condizioni offerte dal sito, funzionale a raccogliere una quantità di dati sufficiente ad una pri- ma valutazione della resa energetica della parete verde in esame.
Il fatto di effettuare le misurazioni a cavallo tra estate ed autunno, ha consentito di raccogliere dati utili a testare il funzionamento della parete in diversi regi- mi climatici, potendo sfruttare in tal senso le notevoli escursioni termiche tra giorno e notte.
La scelta ed il posizionamento delle strumentazioni utilizzate nel corso della campagna strumentale è stata effettuata sulla traccia di sperimentazioni già svolte a partire dalla metà degli anni 80’ in diverse Metodologia della ricerca
La necessità di restituire un quadro d’insieme quan- to più possibile esaustivo dell’articolato sistema pro- duttivo delle tecnologie per la creazione di verde verticale, ha reso indispensabile la messa a punto di una linea di ricerca orientata al dialogo con inter- locutori provenienti da ambiti accademici e produt- tivi anche estranei alla disciplina della tecnologia del- l’architettura, in particolare nel tempo sono stati coinvolti nella ricerca ricercatori, docenti universitari e rappresentanti di discipline botaniche, e soprattut- to imprese produttrici e fornitrici di componenti di facciata, oltre a vivaisti impegnati nella coltivazione della componente vegetale dei suddetti sistemi. Questo approccio multidisciplinare, frutto di un costante lavoro di verifica e confronto col Prof. Theo Zaffagnini, tutor della ricerca qui presentata in alcuni suoi esiti, al progredire dalla ricerca ha dimostrato grande utilità per la gestione degli esiti sperimentali e valutativi della tesi, favorendo tra l’altro l’individu- azione di alcune importanti lacune nella conoscenza delle più recenti tecnologie sviluppate per questo settore, in particolare sul piano delle prestazioni per il controllo della qualità microclimatica dell’ambiente costruito da esse offerto.
Alle suddette lacune si è dunque tentato di dare risposta programmando e ponendo in essere una apposita campagna di misurazioni strumentali, ese-
6. Posizionamento della strumentazione sulla parete di studio (fonte
Michele Olivieri) 7. Comportamento della parete di studio misurato nelle ore di picco percaldo e freddo (fonte Michele Olivieri)
un ruolo fondamentale, garantendo nel tempo una costanza di rendimento in termini di controllo mi- croclimatico mai registrata su sistemi di inverdimen- to tradizionali basati sull’applicazione di piante colti- vate a terra o in vaso.
Mettendo a sistema i valori raccolti attraverso mis- urazioni strumentali con quelli gia presenti in letter- atura, è stato possibile individuare una serie di fun- zioni microclimatiche attribuibili all’impiego di rivesti- menti vegetali sugli involucri edilizi, classificate sulla base di due diversi regimi climatici:
Funzioni di controllo microclimatico in regime estivo
- Schermatura dalle radiazioni solari e controllo del- la temperatura interna all’edificio
- Controllo della temperatura dell’aria - Controllo dell’umidità dell’aria
Funzioni di controllo microclimatico regime Invernale
- Isolamento termico dell’edificio
- Protezione dell’involucro edilizio dagli agenti at- mosferici
- Variazione della velocità del vento
A partire del lavoro sin qui svolto, è stato quindi pos- sibile valutare e mettere a confronto attraverso un parti del mondo su pareti rivestite da semplici rampi-
canti, individuando in tali esperienze non solo un utile metro di paragone per la valutazione dei dati riscon- trati, ma un vero e proprio filone di ricerca finalizza- to a verificare l’efficacia in termini di controllo micro- climatico degli edifici riconducibile all’integrazione tra involucro e superfici naturalizzate, rispetto al quale persi in continuità.
Risultati raggiunti
I valori riscontrati in fase di analisi, mettono in evi- denza il peso in termini di controllo ambientale di al- cune caratteristiche distintive dei sistemi di inverdi- mento parietale basati sull’impiego di substrati di coltura posti in quota lungo il piano di facciata. In particolare, a fronte di un abbattimento delle tem- perature durante le ore di maggior calore, che sia pure importante, risulta sostanzialmente discostarsi di poco da quanto fatto registrare su pareti rivestite attraverso l’impiego di arbusti rampicanti perché in larga misura riconducibile all’azione della compo- nente vegetale del rivestimento, durante le ore più fredde la presenza di substrato in quota gioca invece
8. Esempio di scheda prodotto (fonte Michele Olivieri)
ta delle componenti vegetali ed il conseguente ri- corso ad impianti sempre più sofisticati per la rego- lazione degli apporti idrici e nutritivi necessari al loro sviluppo, generano inevitabilmente assieme ad un’importante incremento di costi ed oneri di manutenzione, una condizione di notevole fragilità per i rivestimenti vegetali coltivati in quota. Le con- seguenze di tale condizione parzialmente sperimen- tata attraverso
l’impiego della parete di studio al termine della cam- pagna di misurazioni finalizzata a misurarne il fun- zionamento in termini di controllo microclimatico, rappresentano una incognita che pesa sulle reali prospettive di sviluppo e diffusione di queste tec- nologie.
In tal senso, risulta evidente che i sistemi ad oggi reperibili sul mercato per la creazione di pareti verdi vanno valutati ed interpretati come passaggi di un processo evolutivo che tende sempre più compiuta- mente all’integrazione tra componenti artificiali e naturali, anche se ancora piuttosto lontano dal com- piersi.
sistema di schedatura appositamente sviluppato una serie di sistemi di inverdimento parietale selezionati tra quelli ad oggi proposti dal mercato, in modo da rappresentarne tutte le principali variabili tecno- logiche.
Il suddetto lavoro di schedatura costituisce anche la base per la creazione di una banca dati imple- mentabile nel tempo attraverso la quale risulta pos- sibile analizzare e confrontare i sistemi di facciata analizzati sulla base delle diverse modalità di coltura impiegate e delle modalità di applicazione all’involu- cro che le contraddistinguono, definendo per ciascu- na di esse le caratteristiche relative a:
- componente strutturali impiegate - substrato di coltura impiegato - rivestimenti vegetali compatibili Conclusioni
L’analisi approfondita delle tecnologie ad oggi disponibili per la creazione di involucri naturalizzati ed il lavoro di ricerca bibliografica e sperimentale fi- nalizzato a delinearne i confini prestazionali in termi- ni di controllo microclimatico sugli spazi costruiti ha comportato l’individuazione di una serie di poten- zialità e di limiti in relazione alle potenzialità di diffu- sione su larga scala delle suddette tecnologie. In estrema sintesi, a fronte di una serie di importan- ti progressi sul piano delle prestazioni energetiche e della versatilità d’impiego, legati all’introduzione di materiali e tecnologie per la creazione di substrati artificiali posti in quota lungo il piano di facciata, il venire meno di una serie di condizioni legate al nat- urale impiego di terreno come ambito per la cresci-
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