UNIVERSITÀ DI PISA
Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-Ambientali
Tesi di Laurea Magistrale in
Progettazione e Gestione del Verde Urbano e del Paesaggio
Progettazione di un tetto verde presso il
Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e
Agro-ambientali dell'Università di Pisa
Relatore Candidato
Prof. Gianluca Brunori Dott. Andrea Conte
Correlatore
Prof. Paolo Vernieri
Indice
Introduzione p. 4 1. Definizione tetto verde p. 5 2. Storia: dall’antichità al presente p. 6 2.1 Focus storico recente sull’Italia p. 8 3. Esempi tetto verde in ambiti didattici p. 10 4. Classificazione tecnica dei tetti verdi p. 15 4.1 Tetti verdi intensivi p. 15 4.2 Tetti verdi estensivi p. 17 5. Stratigrafia generale tetto verde p. 19
5.1 Piante p. 20 5.2 Substrato p. 27 5.3 Strato filtrante p. 29 5.4 Strato di accumulo e drenaggio dell'acqua p. 29 5.5 Strato di protezione p. 30 5.6 Membrana anti-radice p. 30 5.7 Membrana impermeabile p. 31 6. Benefici tetti verdi verde in ambiente urbano p. 31 6.1 Gestione sostenibile delle acque meteoriche p. 31 6.2 Miglioramento prestazioni termiche degli edifici p. 32 6.3 Riduzione dell’effetto isola di calore urbano p. 33 6.4 Miglioramento della qualità dell’aria e riduzione degli inquinanti p. 34 6.5 Aumento della vita del tetto nel tempo p. 35 6.6 Aumento valore ambientale ed ecologico p. 35 6.7 Aumento benessere psicologico p. 36 6.8 Riduzione inquinamento acustico p. 36 6.9 Altri vantaggi p. 37 7. Svantaggi tetti verdi p. 37 8. Normativa italiana p. 38 9. Detrazioni fiscali normative italiane p. 41 10. Progetto p. 43
10.2 Stato attuale p. 45 10.3 Tecnica d’intervento p. 48 10.4 Realizzazione p. 48 10.4.1 Tecniche preparatorie impermeabilizzazione e protezione tetto p. 48 10.4.2 Sistema tetto verde p. 54 10.4.3 Substrato colturale p. 58 10.4.4 Piante p. 59 10.5 Sistema di trattenuta del substrato e drenaggio p. 61 10.6 Sezione cupole p. 65 11. Elenco prezzi unitari e computo metrico p. 66 12. Rendering progetto tetto verde p. 72 13. Conclusioni p. 77 14. Bibliografia e sitografia p. 80 15. Ringraziamenti p. 83
Introduzione
I tetti verdi sono una risorsa preziosa, apportano molti benefici, in particolare nelle città, migliorando la qualità dell’aria, le prestazioni termodinamiche dell’edificio, riducendo
l’inquinamento acustico e aumentando la biodiversità dell’ambiente circostante. Allora, perché non valorizzare, questi numerosi aspetti postivi integrandoli in un ambiente di ricerca, come
l’Università? Applicare il tetto verde in un edificio ad uso didattico dell’Università di Pisa, nello specifico del Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali, porterebbe ad una valorizzazione del complesso strutturale su più ambiti. In primo luogo armonizzerebbe l’edificio con l’ambiente circostante, riducendo inoltre i costi di riscaldamento e raffreddamento, rendendolo più ecosostenibile, questo ne aumenterebbe anche il valore nel tempo e la durata. Ci sarebbe una attenuazione del rumore proveniente dall’esterno, problematica risentita, dato che vi è presente un inquinamento acustico dovuto al frequente passaggio degli aerei vista la vicinanza con l’aeroporto. Un ulteriore vantaggio sarebbe rappresentato dalla migliore gestione delle acque meteoriche, con il rallentamento dello scarico dell’acqua piovana e la riduzione di portata di acqua nei sistemi di scarico della città. La realizzazione del progetto porterebbe certamente anche ad una maggiore consapevolezza da parte degli studenti delle tematiche riguardanti i cambiamenti climatici dovuti all’effetto serra, ed essendo un edificio dell’Universitàcostituirebbe un valido esempio di buone pratiche per i fruitori del dipartimento. Sono sempre di più le politiche a livello mondiale, volte a promuovere l’uso dei tetti verdi in ambito urbano, anche attraverso incentivazioni economiche, per valorizzare i benefici che portano. Come riportato da Raji et al. (2016).i, nei paesi europei, il 36% del totale delle emissioni dei gas serra derivano da edifici. Non sono molti gli esempi di
realizzazione di tetto verde in ambito didattico o di ricerca in Italia, ma sono tanti i progetti di questo genere che ultimamente stanno venendo alla luce in particolare nelle scuole primarie e secondarie, a testimonianza del crescente interesse verso l’applicazione di questa tecnologia.
1. Definizione tetto verde
Per tetto verde si definisce una superficie di un tetto di una struttura o edificio, coperta da una stratigrafia di materiali e piante. Il tetto verde, è un’opera realizzata artificialmente, per consentire la crescita di piante, in un substrato idoneo, sopra al tetto di una costruzione. Le piante, i substrati e le tecniche di protezione del tetto, vengono studiate appositamente per ogni singolo caso preso in considerazione.
2. Storia: dall’antichità al presente
Gli studiosi sono concordi che i primi esempi di tetti verdi nel mondo hanno un’origine
antichissima, fin dalle primissime origini della civiltà dell’uomo. Con la formazione delle prime aggregazioni delle abitazioni, e la formazione delle città, si ha la presenza dei tetti verdi, che nel passato erano veri e propri giardini pensili. Le più antiche testimonianze dell’utilizzo delle piante sopra gli edifici, ci riconducono al V secolo a.C., nella regione della Mesopotamia, in particolare sopra gli ziggurat costruiti dalle popolazioni dei sumeri, accadici, i babilonesi. Le piante venivano coltivate, sui terrazzamenti dello ziggurat, per le funzioni religiose e la vicinanza agli dei.
Sicuramente l’esempio del verde pensile, più rinomato dell’antichità rimane quello dei giardini pensili di Babilonia, situati nell’antica omonima città, nell’Iraq attuale, vicino all’odierna Baghdad, fatti costruire intorno al 590 a.C. dal re Nabucodonosor II per sua moglie la regina Assira
Semiramide, sono considerati come riporta,Vijayaraghavan, (2016), come i primi esempi di sistemi verdiii . Di questa immensa opera, considerata una delle meraviglie del mondo antico, non ne rimane testimonianza fisica, ma solo racconti in testi antichi, dalle descrizioni le piante venivano coltivate sopra grandi terrazzamenti, ed erano di tutte le tipologie anche arboree, ed erano irrigate durante i periodi siccitosi con un ingegnoso sistema di irrigazione, che raccoglieva l’acqua dal fiume e veniva distribuita ai piani alti. Altri esempi di storia, legati ai tetti verdi sono le tombe degli Etruschi intorno all’XI secolo a.C., veniva sottratto il terreno di scavo, per creare la tomba dove sarebbe stato ospitato il defunto, e il terreno escavato era utilizzato per coprire la tomba stessa. Questa tecnica di tetto verde, per onorare i defunti fu mantenuta e ampliata dai romani, si ricorda per questo i colossali mausolei di Adriano e di Augusto a Roma. I romani inoltre, applicavano il tetto verde nelle loro dimore come la villa dell’Imperatore Adriano e Tivoli e la villa di Plinio il Giovane, un altro esempio di questa tecnica degno di nota, forse il più importante, rimane la Villa dei misteri; questa villa suburbana di epoca romana ubicata a poca distanza dalle mura di Pompei, con funzione rustico-residenziale, venne sepolta dall’eruzione del Vesuvio del 79 d.C., fu costruita nel II secolo a.C. ed ebbe il periodo di massimo splendore durante l’età di augustea, si trattava di una grande villa dotata di ampie sale e giardini pensili e i suoi affreschi perfettamente conservati testimoniano la presenza del verde intorno e sopra l’edificio. Nella regione mediterranea infatti è noto l’utilizzo di piante, in particolare le viti, per ricoprire l’involucro dell’edificio per mitigare l’eccessiva luce solare estiva e fornire agli occupanti condizioni interne più fresche e favorevoli.
Continuando il percorso del tempo, nel periodo medioevale, i tetti verdi venivano utilizzati in particolar modo dalle popolazioni del nord d’Europa come protezione dagli agenti atmosferici e migliorare la termodinamica delle unità abitative, perdendo la funzione estetica che aveva nel periodo classico. L’uso di piante rampicanti sulle pareti della struttura o di tetti verdi costituiti da piante erbacee, venivano utilizzati particolarmente in Scozia, e nei paesi scandinavi.
Successivamente il verde pensile riacquisterà il suo valore ornamentale, nello specifico dal XV secolo sino al XIX secolo, la Villa D’Este a Tivoli, la Villa Aldobrandini a Frascati, la Reggia di Versailles, il palazzo Reale di Napoli e i giardini belvedere della Santa Sede sono solo alcuni esempi della grande riconquista del verde soprasuolo. Mentre con la nascita delle grandi città europee e americane, si perde di nuovo l’utilizzo delle piante sopra gli edifici, e questa tecnica rimane immutata e si mantiene nelle aree rurali. Venendo ai giorni nostri, dopo l’ultimo secolo di rara utilizzazione nelle città occidentali, l’interesse rinasce con lo studio di diversi architetti di diversa origine nel mondo, degno di nota è il lavoro pioniere dell’architetto svizzero Le Corbusier che incluse i tetti verdi come uno dei cinque punti fondamentali dell’architettura moderna. Nello stesso periodo, gli architetti paesaggistici americani proposero il tetto verde come metodo per integrare edifici e natura. I moderni tetti verdi, quindi, possono acquisire il loro concetto dalle tecniche antiche; tuttavia i progressi tecnologici hanno reso questa tecnologia molto più efficiente,
pratica e vantaggiosa di le loro antiche controparti. Un'intensa implementazione è iniziata dalla Germania all'inizio degli anni '60 quando si sono verificate crisi energetiche. Come osservato da Townshend et Duggie (2007), negli ultimi anni, alcuni paesi sviluppati come USA, Canada, Australia, Singapore e Giappone hanno invocato nuovi standard per l’adeguamento economico ed efficienza dal punto di vista energetico degli edifici esistenti e nuove applicazioni costruite con sistemi di vegetazione. Come conseguenza dei nuovi regolamenti, il 15% dei tetti situati in Svizzera, sono stati ricoperti da tetti verdiiii. Diverse indagini sono state condotte sull’aumento della biodiversità, sul substrato, sulla costruzione del tetto e linee guida di progettazione. I tetti verdi hanno
guadagnato popolarità anche in Austria, Svizzera e Regno Unito negli stessi anni, tuttavia, la
Germania è considerata il leader mondiale nell'impiego di questa tecnologia, perché possiede tutte e le migliori tecnologie necessarie dalla progettazione alla messa in opera dei tetti verdi.
2.1 Focus storico recente sull’Italia
Tra la fine del XX e l’inizio del XXI secolo si nota in Italia un crescente interesse per i tetti verdi e i primi esempi furono installati in questo periodo. La maggior parte sono tetti verdi estensivi, come ad esempio il tetto di BasicVillage di Baietto Battiato Bianco Architetti Associati di Torino, che però era costituito solo da membrane per la protezione dell’edificio dall’acqua, ovvero un sottile strato di substrato 15 cm coltivato con Sedum e tappeto erboso. Nel 1996 è stata fondata la AIVEP (Associazione Italiana Verde Pensile)iv. L’associazione si propone di riunire tutti i professionisti che operano nel settore verde pensile e favorisce lo scambio di nozioni e tecniche. L’Associazione è stata coinvolta nella creazione dell’indicatore RIE (Riduzione dell’Impatto Edilizio), che permette di comprendere quanto il verde pensile compensi per la cementificazione del suolo causata
dall’edilizia. Il RIE è stato pubblicato nel 2004 dal Comune di Bolzano, dove negli ultimi dieci anni sono stati installati 320.000 m² di tetti verdi. Finora solo poche città italiane ne promuovono
l’installazione. Dopo Bolzano, Bologna ha introdotto il RIE nel 2015 come parte del piano urbano di adeguamento ai cambiamenti climatici (Blu Ap), ma i risultati non sono ancora noti. Nella città di Torino il primo progetto di tetto verde è stato consegnato a maggio 2016, si chiama l’OrtoOzanam nasce su un tetto di 300 m² di cui la metà è coltivato ad orto, un progetto socialmente utile che ha coinvolto l’ASL di Torino con una “terapia del giardino” per persone da reintegrare nel mercato del lavorov. Il 21 marzo 2017 è stato inaugurato a Roma, il primo tetto verde estensivo, su una scuola in Italia, al liceo scientifico Keplero, dove non solo gli studenti coltivano e curano le piante del tetto, ma anche studiano e raccolgono dati del sistema, da loro progettato e costruito.
Figura 2 Liceo scientifico Giovanni Keplero, Roma fonte https://ischool.startupitalia.eu/education-main/education/62393-20180326-questa-scuola-creato-un-giardino-sul-tetto
Figura 3 Liceo scientifico Giovanni Keplero, Roma fonte https://ischool.startupitalia.eu/education-main/education/62393-20180326-questa-scuola-creato-un-giardino-sul-tetto
3. Esempi tetto verde in ambiti didattici
Vengono qui di seguito riportati i più importanti progetti di tetti verdi realizzati o ancora in fase di realizzazione su strutture con funzione didattica, ricerca e d’istruzione in Italia e nel mondo.
Human Technopole Milano
Nell’ex area EXPO di Milano verrà costruito, un nuovo edificio di35,000 m², progettato dallo studio milanese, Piuarch, ospiterà la sede centrale dello Human Technopole, istituto di ricerca per le scienze della vita, all’interno del polo scientifico Mind, Milano Innovation District. L’edificio avrà un’altezza di 61 metri, vi troveranno spazio laboratori di biochimica e biologia molecolare per ottocento postazioni di lavoro per i ricercatori. Inoltre saranno disponibili grandi spazi comuni, sale riunioni e aule per eventi e corsi di formazione. Nel progetto è prevista la realizzazione di 3000 m² di coperture verdi, disposte su varie terrazze dell’edificio, in parte usufruibili dall’utenza, che permetteranno momenti di svago e relax.
La scuola parco di Via Scialoia Milano
Il progettista Matteo Scagnol e il suo team, con lo studio MoDus, hanno vinto nel novembre 2019, il concorso internazionale, per la progettazione del nuovo plesso scolastico Scialoia, a Milano, è un progetto avveniristico, uno dei primi del genere in Italia, la creazione di una scuola-parco verde. Il complesso prevede la realizzazione di un gruppo di edifici che ospiteranno l’asilo nido, la scuola d’infanzia e la scuola secondaria di primo grado, la biblioteca e un auditorium inglobati in un grande parco verde. In particolare le strutture che ospiteranno la scuola primaria e la scuola secondaria di primo grado ospiteranno due grandi tetti verdi, con erbacee perenni, arbusti e alberi, usufruibili dai bambini e dall’utenza che frequenterà il complesso. Il contatto dei bambini con il verde, in particolare il giardinaggio, induce molti aspetti positivi nella loro crescita come osservato da Lynn Yost (2009), possono avere benefici a lungo termine nella loro vita, migliore capacità di socializzare e rapporti interpersonali positivi, maggiore sviluppo cognitivo e miglior rapporto con il cibovi.
La biblioteca dell’Università di Varsavia
Nel 1999 è stato realizzato uno dei migliori esempi di tetto verde intensivo in Europa e nel mondo, si tratta del progetto del tetto verde della biblioteca di Varsavia, copre un’area di diecimila metri quadrati. La struttura è disposta in diversi livelli collegati fra di loro tramite ponti e giardini, è di per sé un giardino botanico con la presenza di centinaia di specie vegetali diverse, aperto al pubblico con il panorama sul fiume Vistola. Il progetto è stato di tipo sperimentale, in quanto rappresenta uno dei primi tetti verdi ad uso didattico e sociale in Polonia e in Europa, la progettazione è di Irena Bajerska, mentre la realizzazione del complesso è stata affidata all’azienda austriaca Roof Corporation, invece il tetto verde è stato realizzato dalla ZinCovii.
Nanyang School of Art – Singapore
Singapore è una capitale e metropoli in continua crescita e attenta al problema dell’inquinamento urbano: inserire aree verdi nelle città consente di ridurre le emissioni dannose e riportare la qualità dell’aria a livelli salubri. Ed è qui che sorge l’incredibile architettura della Nanyang School of Art, con il suo grande tetto verde ondulato fruibile dagli studenti. La struttura presenta una facciata in vetro che ricopre le superfici curvilinee interne; l’uso del vetro consente di sfruttare al massimo l’illuminazione naturale negli spazi creativi dell’università e inoltre permette agli studenti di godere della splendida vista sul verde. Le speciali vetrate limitano l’azione dannosa dei raggi solari,
oscurandosi nei momenti di maggiore picco di luminosità: i progettisti hanno creato una struttura green armonicamente integrata con il territorio, capace di garantire risparmio energetico. Il progetto è ad opera della CPG Consultants in sinergia con la Nanyang School of Art: il tetto verde curvato è usufruibile dagli studenti che possono rilassarsi sulla sommità dell’università immersa nella natura. Design, bellezza estetica e funzionalità: il verde presente non ha solo una funzione estetica, bensì è un ottimo isolante naturale e rende più salubre l’aria. La particolare morfologia del tetto è
funzionale per la raccolta dell’acqua piovana e la sua canalizzazione: in questo modo viene trasportata al paesaggio circostante.
Figura 7 Nanyang School of Art Fonte :https://www.greenroofs.com/projects/nanyang-technological-university-ntu-school-of-art-design-and-media-adm/
Tetto verde della Charles Library alla Temple University di Philadelphia
Progettato dallo studio norvegese Snohetta, la biblioteca Charles della Temple University di Philadelphia, rappresenta la realizzazione di un progetto moderno funzionale ed ecosostenibile, completata nel 2019, con una superficie di 67.000 metri quadri, accoglie circa 5 milioni di visitatori all’anno. Coprendo oltre il 70% della superficie del tetto dell'edificio, il tetto verde di 15.000 m² è uno dei più grandi in Pennsylvania e svolge un ruolo chiave nel sistema di gestione delle acque piovane del sito. La copertura del tetto è concepita come un paesaggio di prati naturali del nord America, costituito 15 specie diverse di piante erbacee perenni, ma scelte per garantire una fioritura continua. Questo giardino pensile offre un habitat naturale urbano per gli insetti e una visuale naturale per i fruitori della biblioteca.
Figura 8Charles Library at Temple University in Philadelphia Fonte : https://www.buildings.com/news/industry-news/articleid/22173/title/green-roof-embeds-charles-library Credit: Michael Grimm Photography
4. Classificazione tecnica dei tetti verdi
I tetti verdi sono classificati in tetti intensivi ed estensivi, di qui in avanti vengono riportati e
descritti, questi si differenziano sinteticamente, per profondità substrato colturale, strati di copertura del tetto, specie coltivate, peso, costi di realizzazione e manutenzione.
4.1 Tetti verdi intensivi
I tetti verdi intensivi sono generalmente giardini pensili progettati con una profondità del substrato maggiore di 20 cm, ne esistono di diverse tipologie ma le caratteristiche principali di questa tecnica sono: l’utilizzo di un'ampia varietà di piante, alta capacità di ritenzione idrica, elevati costi di realizzazione e elevato peso. In genere, questa tecnica di giardino pensile viene installata quando l’inclinazione della superficie è inferiore a dieci gradi o nulla, perché in caso contrario, le
precipitazioni e l’irrigazione porterebbero a una erosione del substrato che con il passare del tempo, porterebbe a un deficit di substrato e affioramento radicale, compromettendo nel caso delle specie arboree la stabilità delle piante coltivate. I sistemi di verde intensivo trovano impiego per lo più per giardini sul tetto, garage interrati, tetti carrabili e per l’ampliamento di abitazioni e superfici
utilizzabili. Uno degli obiettivi della creazione di queste opere è aumentare il valore dell’immobile, sia economico che paesaggistico e inoltre offrono la possibilità di creare nuove superfici calpestabili naturali sui tetti. L’altezza del substrato permette l’impiego di piante più esigenti dal punto di vista dell’approvvigionamento di acqua e sostanze nutritive, consentendo la piantumazione di ogni tipo di pianta, erbacea, arbustiva e arborea. Uno di i principali vantaggi di un sistema di copertura intensiva è la creazione di un nuovo ambiente naturale in aree cementificate, o comunque con bassa biodiversità, dovuta all’urbanizzazione dell’uomo. I tetti intensivi diminuiscono il deflusso delle acque meteoriche dell'85% rispetto ai tetti tradizionali, questo permette di sottoporre a meno stress gli impianti di deflusso delle acque urbane, e quindi meno danni e meno costi di pubblica
manutenzione. Inoltre, è emerso da innumerevoli studi, che il tetto verde intensivo ha la capacità di trattenere i metalli pesanti, e così facendo ridurre la loro dispersione nell’ambiente antropizzato. Va però considerato in fase progettuale il loro alto peso strutturale, che potrebbe portare a dei lavori rafforzamento della struttura, o addirittura l’impossibilità di applicazione, dovuta a deficit di portanza strutturale dell’edificio o della struttura potenzialmente considerata idonea. Inoltre questa tecnica fa uso di impianti di irrigazione e di sofisticati impianti di drenaggio che possono aumentare
di molto i costi di realizzazione e di manutenzione nel tempo. Concludendo, il tetto verde intensivo viene comunemente identificato come giardino pensile. Esso rappresenta la riproduzione, in
copertura, del giardino tradizionale su terra, valorizzando la componente estetica e funzionale delle coperture, attraverso un’ampia scelta vegetazionale ed un’attenta pianificazione degli spazi fruibili, con interventi manutentivi del tutto simili a quelli necessari per un giardino tradizionale.
Figura 4 Daku
4.2 Tetti verdi estensivi
I tetti verdi estensivi invece sono caratterizzati da una profondità del substrato di coltura
generalmente inferiore a 15 cm di conseguenza hanno un peso piuttosto contenuto rispetto ai tetti verdi intensivi. Le ridotte profondità dei substrati non consentono la coltivazione di specie vegetali con habitus arboreo o arbustivo come nel caso del tetto verde intensivo, tuttavia con il progresso tecnologico e vivaistico, nel tempo è stata selezionata una elevata scelta di specie utilizzabili per questa tecnica, ma tutte riconducibili a specie di briofite, erbacee perenni e piante succulente in particolare appartenenti al genere Sedum. I principali vantaggi del tetto verde estensivo, sono i bassi costi di applicazione, di manutenzione e la minore necessità di apporti idrici richiesti, rispetto ai tetti intensivi. Questi tetti sono generalmente più leggeri e di facile applicazione, soprattutto in quanto non è richiesto alcun supporto strutturale aggiuntivo. Inoltre, possono essere applicati su ampie superfici, su una pendenza più elevata, maggiore di dieci gradi, e la loro installazione è tecnicamente semplice, sono caratterizzati infatti da strati di struttura meno complessi rispetto al tetto verde intensivo. La maggior parte dei tetti verdi estensivi non possiedono un impianto di irrigazione, questo permette di abbassare ulteriormente i costi di gestione e manutenzione, aumenta la vita del tetto e limita la probabilità di formazione di spiacevoli perdite nella struttura portante. A fronte di tutti questi aspetti positivi presentano una minore efficienza energetica ed una ridotta capacità di gestione delle acque meteoriche; inoltre hanno anche meno capacità di trattenere agenti inquinanti e una minore capacità di aumento della biodiversità urbana. In sintesi, si tratta di un sistema particolarmente adatto alle coperture di grandi dimensioni e a tutte quelle coperture che a causa della difficile accessibilità richiedono un sistema semplice, senza impianti di irrigazione e con vegetazione adattabile alle condizioni climatiche del luogo, con una elevata capacità di resistere a periodi di siccità, in grado di rigenerarsi ed auto propagarsi in maniera rapida, tale da non richiedere interventi manutentivi frequenti. Per i motivi precedentemente elencati, data la sua leggerezza e grande versatilità, il tetto verde estensivo, è utilizzato in diverse città del mondo, sulle pensiline di attesa del trasporto pubblico, e nella città di Madrid, con il progetto “Muévete en verde”, sono stati installatati perfino sui tetti degli autobus. Delle due tipologie di verde pensile, i tetti estensivi sono più comuni in tutto il mondo.
Figura 10 Esempio tetto verde estensivo Fonte https://climagruen.com/it/tetti-verdi/tetti-verdi-estensivi/
Figura 11 Tetto verde estentisivo autobus Madrid fonte https://up.sorgenia.it/it/l-orto-sul-tetto-dei-bus-che-scotta-combattere-lo-smog
5. Stratigrafia generale tetto verde
Nel corso del tempo, con il perfezionarsi delle tecniche i tetti verdi si sono evoluti, generalmente però sono composti da diversi strati o componenti, analizzandoli dall’alto verso il basso sono: le piante coltivate, il substrato di coltura, uno strato filtrante, uno strato di accumulo e drenaggio dell’acqua, uno strato protettivo, una barriera anti-radice e infine una membrana
impermeabilizzante. Questi componenti sono mostrati in figura:
Figura 12 Stratigrafia generale tetto verde A: membrana impermeabilizzante B: barriera anti-radice C: Strato protettivo D: strato di accumulo e drenaggio E: Strato filtrante F: substrato di coltura
5.1 Piante
Lo strato delle piante coltivate rappresenta il primo strato presente nella stratigrafia di un tetto verde, ed è lo strato esposto direttamente all’atmosfera esterna. La sua altezza può essere di vari spessori, direttamente collegata all’altezza delle piante coltivate,la loro resistenza agli stress biotici e abiotici, si scelgono in base a diversi fattori, il clima in particolare macroclima a livello locale e il microclima del tetto, la profondità del substrato di crescita. Il clima è un fattore di primaria
importanza per la scelta delle specie da piantare sul tetto verde, agenti metereologici come radiazione, esposizione, vento, estremi termici, ombreggiamento sono tutti da tenere in
considerazione. Invece la profondità del substrato di crescita, permette di selezionare quelle piante che hanno un apparato radicale idoneo per quel determinato spessore di terreno.
Brevemente qui di seguito, si riporta la scelta delle piante, in base alla profondità del substrato: • 0-5 cm: Sedum, briofite;
• 5-10 cm: prati di fiori selvatici bassi, a crescita lenta, tolleranti alla siccità, erbacee perenni, piante alpine e piccoli bulbi;
• 10-20 cm: una miscela di piante perenni basse o medie, erbe, bulbi e annuali da habitat xerofitici, fiori di campo e piccoli arbusti.
• 15-20 cm erbacee perenni di grandi dimensioni e piccoli arbusti tappezzanti • 15 cm tappeti erbosi
• 30 cm arbusti di grande taglia e piccoli alberi • 50-100 cm Alberi di terza grandezza
Per quanto concerne la resistenza agli stress biotici e abiotici, questa deve essere maggiore per le piante che verranno coltivate sul tetto verde di tipo estensivo, perché le piante sono più esposte. Come osservato da Rowe et al. (2012) e Thuring et al. (2010), a causa della profondità
relativamente bassa e della natura drenante a rilasciare l’acqua del substrato del tetto verde, lo stress idrico è uno dei limiti più comuni per la crescita delle piante sui tetti verdiviii. Qui di seguito si riportano i gruppi di piante più utilizzati per la realizzazione del tetto verde divise per tipologie e caratteristiche:
Piante erbacee perenni
Questa categoria di piante comprende una gamma di piante non legnose, con radici persistenti o steli sotterranei (come rizomi e stoloni, ecc.) che consentono alla pianta di ricrescere e persistere nel terreno per molti anni. Le piante perenni da fiore vengono utilizzate principalmente per le loro interessanti fioriture stagionali, e se si utilizzeranno piante autoctone avranno anche valore significativo per gli habitat limitrofi. In particolare l’uso di erbe ornamentali cioè le piante con fogliame simile all'erba, forniscono utili contrasti nella consistenza e nella forma del tetto verde e possono essere gestite attraverso il taglio per mantenere la loro forma naturale. Alcune specie delle erbacee perenni potrebbero avere un elevato fabbisogno idrico durante l'estate.
Geofite
Le geofite (bulbi, cormi e tuberi) sono un altro gruppo di piante erbacee perenni che possono essere utili per la coltivazione sul tetto verde, in particolare per l’interessante fioritura stagionale. Molte delle geofite a fioritura primaverile e autunnale sono anche dormienti in estate, il che le rende particolarmente utili come "evitatori" della siccità nei mesi più caldi dell'anno. Le piante grasse di grandi dimensioni con habitus di crescita verticali, e con la formazione del caudice, possono essere utilizzate, anche se la loro massa nel tempo può diventare considerevole. Infine necessaria una certa cautela nell'uso di piante con rizomi o stoloni vigorosi (come alcune specie di bambù); possono diventare eccessivamente dominanti e danneggiare gli strati di profilo del tetto verde come la guaina di impermeabilizzazione.
Piante annuali
Una grande gamma di piante annuali può essere utilizzata con successo sui tetti verdi e sono principalmente di due tipologie distinte. Annuali a rapida crescita, possono essere utilizzate per creare scorci molto belli, ricchi di colore e l’altra tipologia sono le verdure, con la creazione di orti pensili. Le annuali necessitano di numerose irrigazioni ed è necessaria un'attenta cura e
manutenzione delle piante per garantire che le annuali non vengano coperte e messe in competizione con le specie erbacee non desiderate sul tetto verde.
Tappeti erbosi
Alcuni tetti verdi sono costruiti appositamente per ospitare campi sportivi. È necessaria un'attenta scelta delle specie per garantire che i risultati possano essere raggiunte. Le specie da tappeto erboso per l’attività sportiva richiedono un terreno progettato e studiato per garantire un efficace drenaggio e una profondità del substrato di almeno 25 cm. Richiede anche irrigazione, concimazione e tagli regolari per mantenere le piante in ottime condizioni di salute. Su tetti verdi di dimensioni più ridotte, dovrebbero essere evitate alcune specie con eccessivo vigore, come la gramigna (Cynodon
dactylon) o il Pennisetum clandestinum: i loro rizomi possono essere invasivi e possono
danneggiare le membrane impermeabilizzanti.
Arbusti di piccole dimensioni
Gli arbusti alti fino a un metro sono ideali per profondità di substrato di almeno 25 cm. Questi piccoli arbusti forniscono copertura, colore e habitus e spesso costituiscono la tipologia
maggiormente utilizzata delle piante sui tetti verdi intensivi con substrati profondi. Aumentare la profondità del substrato e l'irrigazione incrementerà la gamma di piante che possono essere coltivate con successo. Le specie eccessivamente vigorose dovrebbero essere evitate a meno che non si possa eseguire una manutenzione sufficiente per gestire la loro crescita, in particolare le cultivar di bambù nani o le piante del genere Ficus allevati a bonsai, alcune piante tappezzanti sono comprese in questa categoria. Gli arbusti di medie e grandi dimensioni, vengono generalmente utilizzati specie vegetali aventi fogliame sempreverde per avere il fogliame verde per tutto l’arco dell’anno, aumentando il valore estetico del tetto verde, in particolare nelle città fortemente urbanizzate.
Alberi
Mentre molti piccoli alberi (fino a cinque metri) possono essere coltivati con successo su profondità del substrato di 60 cm, profondità di 1 m o più garantiranno il raggiungimento dei risultati migliori. Gli alberi sono elementi dominanti in qualsiasi paesaggio e su un tetto verde gli alberi saranno generalmente stentati in altezza e diffusi, rispetto a quelli piantati a livello del suolo. Maggiore è l'esposizione del tetto e l'ostilità generale del sito, più diventa importante la selezione e la scelta della specie dell'albero. Gli alberi con la chioma non troppo espansa, con steli flessibili e un'elevata tolleranza alle alte temperature sono i migliori nelle aree con forte esposizione al vento, anche se sarà sempre necessaria una forma di ancoraggio per gestirli con successo.
Schematicamente si possono riportare le seguenti specie adatte per la coltivazione sul tetto verde, divise per macro categorie, caratteristiche:
Succulente a bassa crescita Foglie piccole e sottili
Crassula multicava, Curio repens, Sedum mexicanum, S. reflexum, S. sexangulare, Carpobrotus rossii, C. modestus Disphyma crassifolium, Carpobrotus edulis, Cotyledon orbiculata,Crassula tetragona, Lampranthus deltoides, Senecio mandraliscae.
Foglie e steli spessi
Mesembryanthemum echinatum, M. lehmanii, M. floribundum, Sedum nussbaumerianum, Sedum
pachyphyllum, Sedum xrubrotinctum, x Graptosedum, x Sedeveria.
Piante annuali o biennali
Piante per fioritura interessante
Begonia semperflorens, Calendula officinalis, Coleus blumei, Coreopsis grandiflora, Cosmos
bipinnatus, Impatiens ibridi, Lobelia erinus, Ocimum basilicum, Petroselinum crispum Primula specie, Salvia officinalis, Tagetes patula, T. erecta, Thymus vulgaris, Zinnia elegans
Piante eduli o ortive con substrato e irrigazione adeguate, la maggior parte delle verdure che possono essere coltivate in contenitori dovrebbero avere successo su un tetto verde, in questo campo si entra nelle fattorie urbane e degli orti pensili
Tappeti erbosi ad uso ornamentale e sportivo
Cynodon dactylon, Digitaria didactyla, Festuca arundinacea, Festuca rubra, Lolium perenne, Poa pratensis, Stenotaphrum secundatum, Zoysia japonica, Z. matrella e Z. japonica e Z. macrantha,
Piante erbacee perenni a fioritura con habitus verticale
Acanthus dioscoridis, mollis, hungaricus, Achillea cultivar e specie Agastache specie e cultivar, Agapanthus africanus, Anemone ibridi e specie, Eschscholzia californica, Euphorbia rigida, E. myrsinites, Freesia specie, Fucsia specie, Nepeta cultivars Pelargonium sidoides, Hylotelephium cauticola,, Einadia nutans Eutaxia microphylla genere Grevillea, Kennedia, prostrata, Myoporum parvifolium, Senecio spathulatus e Viola hederacea.
Piante con copertura bassa e diffusa striscianti
Aptenia cordifolia, Ajuga reptans, Cerastium tomentosum, Ceratostigma plumbaginoides,
Convolvulus sabatius e cneorum, Dimorphoteca specie, Erigeron specie, Glechoma
hederacea,Hedera helix e canariensis, Tradescantia, pallida, Thymus pseudolanuginosus, T. serpyllum. Vinca major
Erbacee perenni Geofite
Agapanthus africanus, Allium specie e cultivar, Arthropodium milleflorum Bulbine bulbosa, B.
crassa, B. vagans, Canna indica, Clivia miniata, Crinun specie, Crocomasia x crocosmiiflora, Crocus specie, Dahlia specie, Fritillaria imperialis, Hemerocallis specie,Hyacinthus orientalis, Iris specie, Lilium ibridi, Narcissus specie, Pelargonium rodneyanum, Tulbaghia violacea, Tulipa specie
Piante succulente a foglia larga
Aeonium arboreum Aeonium haworthii, Aloe mitriformis, Aloe brevifolia,Cotyledon specie, Crassula falcata, C. ovata, C. tetragona, e altre specie del genere Crassula, Echeveria ximbricata, cultivar di Echeveria, Hesperaloe parviflora, Yucca desmetiana, Austrodanthonia caespitosa, A. setacea, Austrostipa scabra, Chloris truncata, Deyeuxia quadriseta Dichelachne crinita,
Orthrosanthus multiflorus.
Erbacee
Alchemilla mollis, Artemisia specie, Asparagus falcatus, Aspidistria elatior, Berberis specie, Bergenia, Campanula specie, genere Carex, Gazania x hybrida, splendesns, Helictotrichon
sempervirens, Miscanthus cultivar, Conostylis specie e cultivar, D. caerulea, Dianella revoluta, D. tasmanica specie and cultivar, Ficinia nodosa Geranium specie, Hydrangea macrophylla,
Hypericum calycinum e patulum, Lomandra micrantha, L. multiflora e cultivar, Miscanthus sinensis, Perlargonium specie Poa hiemata, Stypandra glauca, Themeda triandra.
Specie fiorifere con foglie ornamentali
Armeria maritima, Agapanthus africanus, Sisirhynchum cultivars, Iris unguicularis, Liriope specie e cultivar, Ophiopogon japonicus, Festuca glauca.
Arbusti di piccole dimensioni massimo un metro
Abutilon specie e ibridi, Acacia amblygona, Buxus, Cineraria maritima, Correa glabra, C. reflexa, C. decumbens e cultivar, Olearia axillaris, Plectranthus argentatus , Buxus sempervirens and B. microphylla specie e cultivar, Cotoneaster dammeri, Erysimum xcherei, Gardenia specie, Gaura lindheimeri e altre specie e cultivar, Helichrysum italicum, Kerria japonica, Kochia scoparia, Lantana camara, genere Lavandula specie e cultivar, Lonicera specie, Mahonia aquifolium Nandina domestica, Plectranthus ciliatus, P. parviflorus, Salvia chamaedryoides, S. microphylla e altre specie e cultivar, Santolinachamaecyparissus e magonica, S. chamaecyparissus, S.
neapolitana cultivar, Teucrium fruticans e marum, Callistemon, Correa alba, Eremophila debilis, Grevillea obtusifolia, G. rosmarinifolia, Lasiopetalum behrii, Melaleuca incana, Westringia specie e cultivar, Cistus specie e ibridi.
Arbusti medie dimensioni, altezza massima 2 metri
Abelia spp., Actinidia kolomikta, Bouganvillea glabra, Buddleia specie, Callistemon citrinus, Cistus specie e ibridi, Cordyline australis,Cornus specie Cotinus specie Cotonaster specie, Escallonia cultivar, Euonymus fortunei e japonica, Fatsia japonica, Forsythia x intermedia, Genista specie, Juniperus horizontali, J. Sabina, Hamamelis japonica, Hybiscus rosa-sinensis, Leonotis leonurus, Musa specie, Myrtus communis e luma, Nandina domestica, specie del genere Phormium,
indica specie e cultivar, Rhododendron specie e ibridi, Rosa specie, Rosmarinus e specie e cultivar, Viburnum tinus.
Piccoli alberi o palmizi di altezza massimo 5 metri
Acacia cognata cultivars, A. pendula, A. stenophylla, Acer specie, Arbutus unedo, Camellia
japonica, Cercis siliquastrum, Citrus limon e altre specie del genere Citrus, Cycas revoluta, Erythrina crista-galli e corallodendron, Eucalyptus caesia,, E. gunnii,, E. pauciflora, Tristaniopsis laurina, Arbutus specie e ibridi, Jacaranda mimosifolia, Lagerstroemia indica, Ligustrum
ovalifolium, lucidum e japonicum, Magnolia denudata, liliflora,, x soulangeana, stellata, Malus ioensis, Metrosideros excelsa, Punica granatum, Prunus serrulata, amygdalus, Pyrus salicifolia, Quercus ilex, Q. suber, Q. coccifera, Geijera parviflora, Ulmus parvifolia, Olea europaea , Laurus nobilis, Dracaena draco, Zizyphus sativa.
5.2 Il Substrato
Il substrato di coltivazione è lo strato del tetto verde, che permette la radicazione e quindi la crescita, la coltivazione delle piante sul tetto. Di primaria importanza, è composto da diverse
tipologie di materiale e di particelle, dal suolo argilloso per alcune tipologie di tetti verdi intensivi a substrati composti da materiale di matrice vulcanica. Un dettaglio che deve essere preso in assoluta considerazione, è il peso del substrato, quest’ultima componente del tetto verde, influisce in modo dominante sul il carico totale sul tetto, data la sua natura fisica-meccanica. Come osserva Cascone (2019), lo spessore e il peso del substrato dipendono dalla vegetazione, dalla geometria del tetto, dal clima condizioni e tecniche di irrigazione. Sotto la pioggia, alcuni substrati si saturano rapidamente, aumentando il loro peso. Generalmente, il peso del supporto varia da 12 a 14 kg / m² con uno spessore di 8 cm per tetti verdi estensivi a circa 600 kg / m² con uno spessore di 50-60 cm per quelli intensivi ix. Quindi è di fondamentale importanza scegliere un substrato che sia il più leggero possibile, le la coltivazione di piante succulente, turf, erbacee perenni e arbusti; discorso a parte per le essenze arboree, anche se loro vengono ancorate al tetto verde intensivo, con l’utilizzo di
porterebbe ad una situazione di instabilità per l’equilibrio della pianta, questo potrebbe portare nei peggiori dei casi ad un ribaltamento. I principali attributi richiesti per i substrati sono:
• Ridotta lisciviazione ed elevata capacità di assorbimento; • Facilmente reperibile localmente ed economico;
• Stabilità della struttura fisica e chimica in condizioni climatiche avverse; • Percentuale sostanza organica minima;
• Assenza di componenti fitotossici; • Buona permeabilità, aereazione; • Leggerezza
• Buona granulometria;
• pH max pari a 8,0; - Salinità max di 50 ms/m;
• Densità apparente substrato non superiore ai 1000 g/litro;
Secondo alcuni studi Wilkinson (2015) i substrati del tetto verde dovrebbero essere caratterizzati da basse densità di massa sia asciutti che bagnati, in quanto tali rappresentano il carico principale sulla struttura portante del tetto, in particolare nei vecchi edifici in cui i tetti non sono stati costruiti per ospitare sistemi a tetto verdex. Per limitare il peso del substrato, si ricorre sempre più spesso all’utilizzo di materiale di origine vulcanica come pomice, lapillo vulcanico e zeolite, questi hanno un peso nettamente inferiore rispetto ad un normale substrato di coltivazione, conferendo al
substrato ottime caratteristiche fisico chimiche. Come osservato da Barani (2020), i pomici e lapilli sono il prodotto di eruzioni vulcaniche esplosive formatesi a seguito di una violenta espansione dei gas dissolti in lave di composizione chimica acida: il rapido raffreddamento della roccia, ha
impedito la cristallizzazione della stessa, intrappolando all’interno i gas e generando dei minerali alveolari espansi in maniera più o meno accentuata. In fase di solidificazione infatti, i vapori
presenti nel magma, improvvisamente rilasciati, hanno provocato il rigonfiamento dell’intera massa del magma ed è durante questa rapida fase di raffreddamento che si sono determinate le differenze nella struttura fisica dei vari inerti vulcanici: il lapillo vulcanico si è formato a partire da un magma con minor contenuto di silice. La minor viscosità è il più lento raffreddamento della lava hanno facilitato la fuoriuscita di una certa quantità dei gas presenti nel magma. Si sono formati dei
minerali caratterizzati da vacuità di diametro medio maggiore rispetto a quelli della pomice ma di numero decisamente inferiorexi
5.3 Strato filtrante
Lo strato filtrante, ha il compito di filtrare e trattenere le particelle fini del substrato, per non finire nello strato sottostante costituito dallo strato di stoccaggio e drenaggio dell’acqua. La presenza di questo livello permette di non occludere e quindi non ridurre l’efficienza dello strato sottostante, normalmente sono costituiti di materiale geotessile di diversa porosità e di fibre di polipropilene di diversa resistenza. Generalmente il loro spessore è di pochi mm, e hanno un peso tra i 100 grammi e 250 grammi a metro quadrato. Lo strato filtrante è costituito dovrebbe avere le seguenti
caratteristiche:
- non essere degradabile;
- essere resistente per sopportare il peso della terra e la forza delle radici; - essere flessibile;
- resistenza alle muffe e agli agenti chimici
5.4 Strato di accumulo e drenaggio dell'acqua
Lo strato di accumulo e drenaggio dell’acqua svolge due funzioni essenziali, per il sistema del tetto verde. Questo strato, permette l’accumulo di acqua per l’apparato radicale, dopo una precipitazione atmosferica anche di lieve intensità, questo strato trattiene l’acqua temporaneamente, favorendo la crescita delle piante. In secondo luogo, questo strato drena, ma drena l’acqua in eccesso per il sistema, eliminando il rischio di allagamenti con la possibile formazione di pericolosi fenomeni di asfissia radicale e di carico molto elevato per il tetto della struttura. Quando la superficie del tetto verde non è irrigata o non vi sono state recenti precipitazioni, favorisce l’arieggiamento del substrato colturale.
5.5 Strato di protezione
Questo strato garantisce la protezione dalle sollecitazioni meccaniche, che avvengono negli strati superiori, evitando che lo strato sottostante possa essere lesionato o danneggiato. Alcuni materiali utilizzati per lo strato di protezione potrebbero accumulare acqua, che può essere rilasciata
all’apparato radicale delle piante durante i periodi di siccità.
5.6 Membrana anti-radice
La membrana anti-radice, è una guaina generalmente costituita da materiale bituminoso, o derivante dalla lavorazione di polimeri di origine petrolifera, con l’aggiunta di additivi chimici con proprietà di inibitorie per la crescita dell’apparato radicale delle piante. Data la loro composizione possiedono ottime qualità di resistenza meccanica e fisica, inoltre la membrana anti radice possiede
caratteristiche che le conferiscono proprietà impermeabilizzanti. La sua funzione è fondamentale affinché l’apparato radicale delle piante coltivate non raggiunga e deteriori gli strati sottostanti che mantengono l’impermeabilizzazione del tetto. Oltre alla resistenza verso l’apparato radicale, la membrana anti radice, deve essere in grado di resistere ai microrganismi e ai raggi UV.
5.7 Membrana impermeabile
La membrana impermeabile, è l’ultimo strato di protezione del profilo del tetto verde, anch’essa come la membrana anti-radice, è ottenuta da materiali bituminosi, con spiccate proprietà idrofobe. Le principali caratteristiche della membrana impermeabilizzante da controllare, oltre all'acqua tenuta, sono la stabilità dimensionale (poiché fino a quando il tetto verde non è installato la
membrana è esposta alle radiazioni solari e alle elevate fluttuazioni termiche quotidiane), flessibilità a freddo, resistenza a carichi statici (al fine di verificare che la membrana resista a carichi
permanenti e accidentali), e invecchiamento artificiale (attraverso l'esposizione a lungo termine alle alte temperature).
6. Benefici tetti verdi verde in ambiente urbano
I benefici dei tetti verdi, in ambito urbano, sono molteplici, questi migliorano la gestione delle acque meteoriche, l’effetto dell’isola di calore urbano, la qualità dell’aria e degli inquinanti, la durata del tetto, il valore ambientale ed ecologico, il benessere psico-fisico l’inquinamento acustico.
6.1 Gestione sostenibile delle acque meteoriche
Il tetto verde per la sua natura fisica è in grado di trattenere l’acqua delle precipitazioni atmosferiche e dell’irrigazione, l’acqua viene immagazzinata dalle piante tramite l’apparato radicale, dal substrato di coltivazione, per lo più ad alta porosità e dallo strato di accumulo e drenaggio che conserva temporaneamente l’acqua. Questo fa sì che viene ridotto, lo stress sul sistema di scolo delle acque su tutta la superfice del tetto, avendo una minore quantità di acqua da smaltire. Un minor dispendio di energia per l’allontanamento dell’acqua e soprattutto una minor portata di acqua nel sistema di scarico, porta a una riduzione dei costi di manutenzione e di
realizzazione di nuove opere della raccolta dei sistemi fognari. Il sistema di drenaggio, composto da scoline, pilette di scarico, grondaie è meno sollecitato dallo stress e quindi dura di più, nel tempo. Quindi la quantità di acqua proveniente dalle precipitazioni che finisce effettivamente a carico dei
sistemi di scolo è solo una parte del totale, un tetto verde è in grado di ridurre significativamente la percentuale di acqua meteorica che finisce nei sistemi di scolo e come osservato da Fioretti et al. (2010) un tetto verde, posto in clima mediterraneo, può trattenere anche oltre il 60% del volume di pioggia precipitataxii. Inoltre la presenza di tetti verdi riduce notevolmente, il volume di picco di deflusso che si presenta dopo elevate precipitazioni atmosferiche come riportato da Teemusk (2007) xiii.
6.2 Miglioramento prestazioni termiche degli edifici
Un tetto verde sopra di un edifico, migliora le caratteristiche termodinamiche della struttura stessa. Con la evapotraspirazione le piante migliorano gli estremi termici dell’edificio, questo porta ad una situazione di maggior confort per gli occupanti. Una ricerca effettuata da Bevilacqua et al. (2016) condotta nel sud d’Italia rivela che i tetti verdi (senza alcun materiale isolante) sono più freddi di circa 12 ° C rispetto ai tetti convenzionali secondo le misurazioni della temperatura superficiale media in estate. Anche nella stagione invernale, la differenza di temperatura tra tetto convenzionale e tetto verde è notevole, circa 4 ° C. Da questo punto di vista, gli edifici con i tetti verdi consumano meno energia in confronto con tetti convenzionalixiv. Inoltre il tetto verde ha una funzione di
isolante termico come citato da Permpituck et Namprakai (2012), lo spessore dei terreni di coltura influenza in particolare l'isolamento termico caratteristica dei tetti verdi, lo studio condotto
evidenzia la caratteristica di isolamento termico di due diversi tetti verdi (spessori dei substrati 10 e 20 cm) a confronto con un tetto convenzionale. Per quanto riguarda i risultati, la riduzione nel trasferimento di calore e nel consumo di energia è notevole. Il trasferimento di calore è diminuito tra valori compresi del 59 e 96% mentre il consumo di energia è calato del 31 e 37%,
6.3 Riduzione dell’effetto isola di calore urbano
Con il termine "isola di calore" si descrive un fenomeno che avviene nelle aree più urbanizzate del pianeta, dove nelle metropoli si osservano temperature anomale più calde rispetto alle aree rurali vicine. La temperatura media annua dell'aria di una città con 1 milione di abitanti o più può essere più calda di 1-3 ° C, rispetto all'ambiente circostante,Oke, T.R. (1997)xvi, durante la sera d’estate, con carenza di ventilazione, la differenza di temperatura può arrivare fino a 12 ° C, Oke. T.R. (1987)xvii. Le isole di calore possono influenzare negativamente le comunità aumentando il picco della domanda energetica, i costi di condizionamento dell'aria, l'inquinamento dell'aria e le emissioni di gas serra, le malattie e la mortalità legate al calore. Il tetto verde riesce a mitigare questo dannoso effetto, nelle città, con il raffreddamento della superfice degli edifici,
l’evapotraspirazione, la sottrazione dall’atmosfera di inquinanti, la riduzione dell’energia degli impianti di climatizzazione. In un esperimento condotto a Roma di Battista et al. (2016), in un’area di studio con una superficie di 0,218 km² e circa 3000 abitanti. I risultati hanno mostrato un
abbassamento della temperatura dell'aria di 0,5 ° C al mattino e circa 0,3 ° C di nottexviii. Sulla pagina successiva è presente un grafico dell’effetto dell’isola di calore, fonte EPA, dove è possibile osservare che le temperature superficiali e atmosferiche variano in base ai diversi utilizzi del suolo. Il calo e il picco delle temperature superficiali sul laghetto mostrano come l'acqua mantiene una temperatura abbastanza costante giorno e notte, grazie alla sua elevata capacità di calore.
6.4 Miglioramento della qualità dell’aria e riduzione degli inquinanti
Le piante coltivate sul tetto verde, come tutte le piante, hanno la capacità di sequestrare gli
inquinanti presenti nell’atmosfera. Nello specifico, per la reazione della fotosintesi clorofilliana, le piante necessitano di anidride carbonica, un gas ad effetto serra, ma vari studi condotti evidenziano la capacità di purificazione delle piante e sono in grado di migliorare notevolmente la qualità dell'aria. In generale, l'uso di tetti verdi intensivi è considerato una strategia appropriata per ridurre l'inquinamento atmosferico. Infatti, le piante sul tetto sostituiscono parzialmente la vegetazione eliminata durante la costruzione degli edifici. Gli alberi hanno la massima influenza sulla riduzione dell'inquinamento atmosferico. A Singapore è stato studiato il livello di inquinamento dell'aria (in particolare l'anidride solforosa) prima e dopo l'applicazione dei tetti verdi. I risultati hanno mostrato
Figura 15 Fonte Reducing Urban Heat Islands: Compendium of Strategies Urban Heat Island Basics, modified from Voogt, 2000, https://www.epa.gov/sites/production/files/2017-05/documents/reducing_urban_heat_islands_ch_1.pdf
la rimozione dell'inquinamento fino al 37% attraverso l'uso estensivo di tetti verdi come rilevato dallo studio condotto da (Berardi et al., 2014)xix
6.5 Aumento della vita del tetto nel tempo
I tetti verdi hanno la capacità di aumentare la durata di un tetto convenzionale, riducendo la pressione dello stress indotto dagli agenti esterni sui materiali di rivestimento dell’edificio. La copertura vegetale, cattura i raggi UV che non colpendo direttamente il tetto, non lo riscaldano, e le piante evapotraspirando acqua riducono ulteriormente la temperatura del tetto. I materiali che compongono il tetto dell’edificio, coperti da un tetto verde avendo mediamente una temperatura mediainferiore hanno una durata temporale maggiore. Come riportato da Suszanowicz et Wiecek (2019), l’analisi tramite termocamera, con una temperatura dell’ambiente esterno di 34°C, in un’area dell’Europa centrale, mostrava una temperatura di 46.5°C per il tetto in cemento, 55,8 °C per il rivestimento del tetto in acciaio e di soli 39°C per la vegetazione. xx.
6.6 Aumento valore ambientale ed ecologico
L’utilizzo di tetti verdi in particolare in ambito urbano, aumenta la biodiversità dell’ambiente circostante. Questo perché, il tetto verde ha funzione di rifugio e di substrato per il ciclo vitale temporaneo o completo di alcune specie di essere viventi, in particolare degli insetti. L’aumento della biodiversità su un tetto verde dipende da vari fattori, in particolare dalla superficie, dalla tipologia e dalla sua posizione. Maggiore è la superficie della copertura verde maggiore è la
possibilità di incremento della fauna selvatica, la tipologia, il tetto verde intensivo, è più predisposto ad accogliere nuove specie, essendo più ricco di specie vegetali coltivate e aventi una maggiore massa aerea. Infine dalla sua posizione, un tetto verde in prossimità di un parco o confinante un’area agricola, naturale o aree verdi urbane avrà maggiori possibilità di incrementare la
biodiversità circostante, mentre un tetto verde posizionato in un’area densamente urbanizzata avrà meno efficacia. Secondo Kim (2004), i tetti verdi possono avere il compito di corridoi ecologici ed
essere in grado di connettere, gli habitat frammentati urbani, per diverse specie di animali, per promuovere la biodiversità urbanaxxi.
6.7 Aumento benessere psicologico
La maggiore presenza di aree verdi, fa sì che ci sia un miglioramento della qualità della vita. Diversi studi confermano che avere la visione di aree verdi, migliora la qualità della vita, aumenta la socializzazione fra gli individui, aumentano le difese del sistema immunitario, aumenta la
produttività e si riducono depressioni o altre patologie psicologiche. Ci sono molti studi sugli effetti benefici delle piante sugli esseri umani, a livello psicologico Korpela et al. (2018,1989) le persone che sono attivamente in contatto con la natura nelle città, hanno un effetto di autoregolazione, con la riduzione dello stress e un’autostima migliorexxii
6.8 Riduzione inquinamento acustico
Il tetto verde riduce l’inquinamento acustico della struttura che copre e intorno ad essa. La presenza delle piante, e di un vero e proprio strato composto da diversi materiali permette di ridurre l’impatto delle onde sonore sull’edificio dentro e fuori. La presenza di inquinamento acustico, è un problema molto sentito nelle grandi città e porta a problemi di natura mentale e psicologica, con costi
maggiori per la salute pubblica. Secondo Öhrström (1991) et Passchier Vermeer et Passchier, (2000), l'eccesso di rumore non è solo fastidioso, ma può portare a problemi di salute come danni all'udito, ipertensione e malattie cardiache ischemiche, disturbi del sonno e riduzione delle
prestazioni scolastichexxiii. Come osservato da Vijayaraghavan, (2016) mettendo a confronto livelli di rumore che penetrano all'interno dell'edificio, attraverso i tetti tradizionali e i tetti verdi, ha dimostrato che, nel caso del tetto verde, il livello di rumore è ridotto fino a 20 dB sia con l’uso di tetti verdi estensivi e sia con i tetti verdi intensivixxiv.
6.9 Altri vantaggi
L'aspetto naturale e sostenibile, unito a un risparmio energetico termodinamico e a una maggiore durata del tetto, contribuiscono ad aumentare notevolmente il valore dell'immobile, questo permette anche di aumentare l’attrazione di potenziali clienti nelle strutture di ricezione come Hotel,
agriturismi, ristoranti, bar e rifugi. La creazione di uno strato ignifugo, per natura, le piante contengono molta acqua, con la posa di un tetto verde si viene quindi a creare sull’edificio uno strato naturale e ignifugo, elemento importante e da tenere in considerazione nelle zone ad alto rischio di incendi. Una maggiore efficienza degli impianti fotovoltaici, un tetto verde riduce la temperatura del tetto, su un tetto più fresco, gli impianti fotovoltaici funzionano con maggiore efficienza, durano più a lungo, hanno meno guasti nel tempo e la spesa per la fornitura di energia elettrica diminuisce.
7. Svantaggi dei tetti verdi
Come tutte le cose, in particolare nelle applicazioni in ambito edilizio, anche i tetti verdi presentano alcuni svantaggi, seppur minimi in confronto al grande spettro di vantaggi. In primo luogo, le infiltrazioni, queste possono arrecare gravi danni all’elemento portante nel corso del tempo, compromettendo nei casi estremi la stabilità del tetto, con fenomeni di degradazione della soletta, oltre al danno visibile dall’interno. Per i tetti verdi il problema è trovare la perdita, e per farlo, bisogna smontare tutta l’installazione e rifare tutta la stratigrafia di materiali di protezione, questa operazione oltre ad essere dispendiosa, richiede tempo. Inoltre dipende dalla tecnica di tetto verde utilizzata, per logica il tetto verde di tipo estensivo è più facile da riparare, mentre per un tetto verde intensivo la mole di materiale da spostare e aggiustare può essere molto maggiore. Questo difficile problema, può essere risolto semplicemente con una corretta ed efficace stesura degli strati di protezione, si raccomanda di rivolgersi solo ad esperti del settore, e di utilizzare solo le migliori e più recenti tecnologie disponibili sul mercato. Un ulteriore svantaggio può essere il carico del tetto verde, ma non di per sé, ma per il fatto che non tutti gli edifici, hanno la caratteristica di sopportare alcuni carichi specifici, per i tetti intensivi sono pochi gli edifici che hanno una portata simile, le strutture che progettualmente ospiteranno tetti verdi sono già studiate e calcolate per sopportare tutti i carichi richiesti. Un altro difetto può essere il costo iniziale, per una copertura a verde di medie dimensioni, attorno ai 150 mq ad esempio, I costi per un tetto verde con piante aromatiche può
variare tra i 20mila e 25mila euro, a questo bisogna aggiungere i costi di progettazione e direzione lavori che si aggirano intorno ai 3.000-4.000 euro oltre alla fornitura e posa in opera delle piante 5.000 euro circa. Ma in confronto ai vantaggi che apporterà il costo iniziale verrà ben ammortizzato, e bisogna considerare anche i forti incentivi fiscali che in Italia sono presenti. Un ultimo “difetto” è l’attrazione di microfauna, a non tutti piace avere insetti vicino a casa, e per alcune persone sono elemento di fastidio.
8. Normativa italiana
La progettazione e la realizzazione di un tetto verde in Italia, deve rispondere della normativa vigente UNI, (Ente Nazionale Italiano di Unificazione) in particolare con la norma UNI 11235 “istruzioni per la progettazione, l'esecuzione e la manutenzione di coperture a verde” e le linee guida ministeriali “Verde pensile: prestazioni di sistema e valore ecologico” (ISPRA 2012). La più recente normativa, UNI, è entrata in vigore il 10 settembre 2015, la quale, definisce i criteri di progettazione, esecuzione, controllo e manutenzione di coperture continue a verde, in funzione delle particolari situazioni di contesto climatico, di contesto edilizio e di destinazione d’impiego. La normativa precedente a questa, era la UNI 11235:2007, la quale era stata una dei primi esempi di normativa europea sulla progettazione, realizzazione e manutenzione delle coperture verdi. La UNI 11235:2015 è un documento di maggiori dimensioni rispetto al precedente (la versione del 2007 si componeva di 42 pagine mentre l’attuale ne conta 66) e più specializzato alle questioni progettuali e prestazionali del sistema. La prima parte della norma, dal capitolo 1 al 4, del 2015 sembra del tutto simile a quella del 2007, i successivi capitoli 5. Istruzioni per la progettazione, 8. Materiali e componenti, 9. Istruzioni per l’esecuzione e l’installazione, 10. Controlli (in precedenza intitolato Collaudi) e 11. Manutenzione, nell’ultimo aggiornamento risultano più efficaci. La normativa UNI 11235:2015 si divide in 3 grandi categorie:
– pianificazione urbana; – valore ecologico;
– tutela economica e ambientale.
Il capitolo quinto, al paragrafo 5.3, intitolato Progettazione dei requisiti, vengono passate in rassegna le attenzioni progettuali specifiche inerenti la realizzazione di tetti verdi e giardini pensili
(capacità agronomica, controllo della capacità drenante e della gestione delle acque meteoriche, aerazione, accumulo idrico), introducendo di conseguenza alcuni parametri funzionali di grande importanza per il sistema, con anche i relativi spunti finalizzati ad una loro determinazione, ossia “MT – massima acqua trattenuta”, “CI – contenuto intermedio”, “PA – punto di appassimento” (punto 5.3.4), “UT – rapporto di utilizzabilità”, “APD – acqua a potenziale decrescente”, “EF – rapporto di efficienza” (5.3.4.1), Livello di manutenzione della vegetazione (5.3.5), Resistenza agli attacchi biologici e ai microrganismi (5.3.6). Il testo successivamente dispone di tabelle relative alla quantificazione di massima del minutaggio manutentivo annuale da dedicare all’apparato
d’inverdimento in opera (5.3.5), inserendo, relativamente a tali questioni, alcune sottoclassi dipendenti dalle diverse tipologie di vegetazione:
– estensivo a minima manutenzione; – estensivo a bassa manutenzione; – intensivo a ridotta manutenzione; – intensivo a media manutenzione;
– intensivo ad alta manutenzione (in merito alla gestione del sistema, il vecchio codice di pratica contemplava solo tipi estensivi e intensivi). La normativa prosegue con le tematiche della tutela e protezione della biodiversità ambientale, argomento poco considerato nella normativa del 2007 ma che oggi è divenuta imprescindibile rispetto agli obiettivi di sostenibilità globale, è stata incorporata nel documento in esame. A questo tema è riservato uno specifico paragrafo, Attitudine alla
biodiversità (5.3.7), in cui tale requisito, oltre ad essere esplicato, è rapportato al fondamentale valore ecologico del verde pensile. Una delle porzioni più spendibili nell’ottica dell’applicabilità della norma alla fase progettuale da parte di tecnici e professionisti, si trova al punto 5.4.3
(Elementi, strati e impianti componenti il sistema), ove tramite una serie di dettagli-tipo vengono individuate soluzioni conformi focalizzate sui nodi tipici di un sistema d’inverdimento pensile, ovvero:
– bordo in corrispondenza di parete perimetrale; – bordo in corrispondenza di lucernaio;
– pozzetto di raccolta e scarico acque meteoriche;
– collegamento tra copertura a verde e copertura pedonabile; – bordo perimetrale;
– soluzione con elemento termoisolante posto sopra all’elemento di tenuta; – soluzione senza elemento termoisolante;
– soluzione con strato di accumulo idrico;
– soluzione con strato di accumulo idrico ed elemento termoisolante.
Altre integrazioni degne di nota riguardano la manutenzione, considerandone due nuove classi: Manutenzione del sistema di drenaggio (11.3) e Manutenzione degli impianti (11.5). Proprio quest’ultima è particolarmente dettagliata, in quanto vi si analizzano tutte le operazioni gestionali che possono riguardare gli impianti d’irrigazione e/o elettrici presenti. Nel paragrafo Manutenzione di avviamento al controllo (11.2.1) viene fornito un esempio tabulare di piano di manutenzione indirizzato alla gestione in uso di un sistema a verde pensile secondo la UNI 11540:2014 (Prospetto 11), ipotizzando anche delle possibili scadenze temporali su un arco di tempo annuale. Infine, se il vecchio riferimento non possedeva appendici, quello attuale ne presenta tre. Appendice A,
Caratteristiche di progetto dello strato colturale (argomento in passato esaminato in maniera meno strutturata, all’interno del capitolo Materiali e componenti): la sezione in questione si dimostra invece ben dettagliata, prendendo in considerazione tutti gli aspetti riguardanti le caratteristiche dello stato colturale, in vista di una loro adeguata progettazione ed esecuzione. Appendice B, Tipologie vegetazionali: tematica in passato sì presente ma molto inferiore in termini d’estensione. Nella UNI 11235:2015 sono infatti descritte le forme vegetali maggiormente riscontrabili in un sistema d’inverdimento pensile, ossia:
– erbacee;
– bulbose, tuberose e rizomatose; – arbusti;
– rampicanti e ricadenti; – alberi.
Appendice C (informativa), si intitola Ulteriori informazioni e metodi di prova. Essa si compone di sotto paragrafi che passano in rassegna alcuni dei temi tecnici più importanti all’interno dell’attuale scenario edilizio globale, fornendo sia delle indicazioni su come migliorare le performance del fabbricato, sia entrando nel merito di quelli che sono i relativi codici di pratica eventualmente riscontrabili in letteratura e finalizzati al controllo in opera. Le questioni sviluppate all’interno di questa sezione sono: Controllo dell’isolamento acustico (C.1); Assorbimento acustico (C.2);
Controllo polveri della dispersione degli inquinanti (C.3); Controllo del flusso di energia (C.4); Determinazione sperimentale dei coefficienti di deflusso e afflusso (C.4.1); Procedura di
determinazione degli stati di accumulo idrico negli elementi porosi di sistema (C.5); Strato colturale (C.5.1); Altri materiali porosi con capacità di ritenzione idrica (geotessili, materiali granulari, schiume) (C.5.2). La medesima appendice, dedicando spazio alle questioni vegetazionali e di scelta o gestione delle piante, si conclude con una proposta di scheda tecnica finalizzata alla descrizione analitica degli esemplari vegetali che compongono l’impianto (Prospetto C.6).xxv
9. Detrazioni fiscali normative italiane
Il Decreto Milleproroghe ha prorogato fino al 31 dicembre 2020 il bonus verde, una detrazione dall’Irpef lorda pari al 36% delle spese sostenute per interventi (come sistemazione a verde di aree scoperte, realizzazione di impianti di irrigazione, realizzazione di coperture a verde, progettazione) su unità immobiliari a uso abitativo. La detrazione spetta fino a un ammontare complessivo delle spese non superiore a 5000 euro (il limite si riferisce alla singola unità immobiliare a uso abitativo). Conseguentemente, la detrazione massima è di 1.800 euro (36% di 5.000) per immobile ed è
ripartita in dieci quote annuali. Il bonus verde spetta anche per le spese sostenute per interventi eseguiti sulle parti comuni esterne degli edifici condominiali, fino a un importo massimo
complessivo di 5mila euro per unità immobiliare a uso abitativo. Alcune soluzioni per tetti verdi o pareti verdi ventilate possono beneficiare degli incentivi per l’efficienza energetica (ecobonus 65%) se, nell’ambito di una riqualificazione globale dell’edificio, migliorano l’isolamento termico della struttura. Nei condomini gli interventi di efficientamento energetico beneficeranno di bonus graduati in base all’entità dei lavori e ai risultati raggiunti: 70% se l’intervento interessa almeno il 25% dell'involucro edilizio e arrivare al 75% nel caso in cui l’intervento porti al miglioramento della prestazione energetica invernale ed estiva che consegua almeno la qualità media di cui al DM 26 giugno 2015xxvi.
10. Il progetto
10.1 Descrizione sito
L’edificio preso in esame per il progetto, viene identificato come edificio o meglio prefabbricato con il codice B18, secondo la direzione economato, patrimonio e servizi generali, settore gestione tecnica del patrimonio immobiliare dell’Università di Pisa, si trova nel complesso edilizio del Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali, in via del Borghetto, 80, facente parte del gruppo di edifici dei laboratori di genetica agraria, edificati intorno agli anni 60’ e 80’ del XIX secolo. L’immobile ha una superficie di 549,80 metri quadrati, ed oggi è adibito ad aule per la didattica, laboratori e aule studio, l’intera struttura è circondata perimetralmente da un piccolo marciapiede tranne dal lato est dove il marciapiede si allarga e ospita due aiuole e due panchine. Intorno all’edificio sono presenti diverse strutture, sul lato nord-est oltre al marciapiede è presente una strada carrabile e pedonale che costituisce la viabilità principale del dipartimento di Scienze Agrarie, che consente il collegamento tra l’entrata di Via del Borghetto con l’altra entrata di Via Giacomo Matteotti. Al termine strada è presente prato tenuto in maniera naturale con delle panchine ad uso ricreativo dell’utenza, molto gradito dagli studenti che lo frequentano, il prato finisce con il confine dei laboratori di entomologia e il capannone ospitante i laboratori di chimica agraria e l’officina di meccanica agraria. Sul lato nord-ovest, troviamo un altro prato ospitante due alberi di salice, facente parte del verde realizzato durante i lavori di costruzione del Nuovo polo Didattico Piagge, quest’ultimo presente lungo tutto il perimetro dell’edificio sul lato Ovest. In queste due ultime aree, oltre al marciapiede perimetrale dell’edificio, per la realizzazione del nuovo polo, è stata creata una nuova strada e un parcheggio tra l’edificio preso in esame e il Polo, la cui superficie è interamente costituita da graniglia bianca, ma per motivi di scarso drenaggio dell’acqua
sottostante al terreno, ad ogni pioggia anche di lieve intensità si formano grandi pozzanghere di acqua che possono permanere anche per diversi giorni. Mentre sul lato sud è presente l’edificio che ospita i laboratori di genetica e di biotecnologie molecolari, oltre al marciapiede, i due edifici sono separati da un semplice prato naturalizzato.
