Principi basilari di bioarchitettura
Principi basilari di bioarchitettura:
1) utilizzare in modo migliore la situazione dove si inserisce l’edifico e le risorse naturali a disposizione (esposizione, vegetazione, terreno, acqua);
2) la costruzione deve essere più semplice possibile, senza grosse problematiche di intervento e manutenzione;
3) utilizzo dei materiali ecosostenibili;
4) ridotto fabbisogno energetico.
Esempio di un edificio in zona sismica.
Vista da nord:
La struttura
I muri si realizzano in mattoni portanti tipo Poroton, per costruzioni in zona sismica (dimensioni cm 30x45xh20) con la tecnica delle file sovrapposte e sfalsate. Le fondazioni sono in cls armato, secondo le direttive tecniche per la costruzione in zona sismica. Solai, sia quelli orizzontali che quelli inclinati (del tetto) possono essere realizzati in legno con travi lamellari e tavolato da cm 2,2 di spessore per ripartire le forze orizzontali.
Le risorse
L’utilizzo di risorse naturali richiede due requisiti: la tecnologia non deve comportare uno spreco di risorse per il suo funzionamento; il secondo è la capacità di utilizzare lo strumento secondo un uso corretto.
Per realizzare un edificio che abbia consumi contenuti, nel caso in specie un’abitazione, bisogna
rispettare le regole su esposizione, isolamento, disposizione distributiva, impianti, utilizzo di energie alternative. Ovviamente tutti questi criteri sono collegati e l’abitazione va percepita come un organismo unico, non separabile.
Esposizione
La scelta della forma geometrica di un edificio si basa su elementari principi della bioclimatica:
disporre del massimo apporto solare nella stagione invernale e del minimo in quella estiva.
Ad esempio, in un edificio rettangolare il lato lungo del rettangolo deve essere esposto lungo l’asse sud, in modo da essere soleggiato in inverno quando il sole è basso sull’orizzonte e protetto in estate con il sole allo zenit. Le aperture preferibilmente devono essere posizionati sul lato sud.
Partizioni orizzontali
Tutti i solai devono essere isolati. Solai controterra possono essere isolati con pannelli di fibra di legno adatti alla compressione per uno spessore di circa 6 cm così da raggiungere un U pari a 0,33 W/(mqK).
Il solaio orizzontale del terrazzo dovrebbe avere un isolamento di circa 14 cm di in pannelli di fibra di legno con un U pari a 0,24 W/(mqK).
Inoltre può essere realizzato un pavimento galleggiante in tavole di legno di larice per consentire la ventilazione naturale e alleggerire il carico termico estivo perché le superfici orizzontali sono quelle che nei mesi estivi risentono di più dell’irraggiamento solare.
Il tetto, potrebbe essere formato da tavole di abete e da circa 13 cm di isolamento (realizzato con pannelli in fibra di legno), raggiunge un U pari a 0,28W/(mqK).
Il manto di copertura, ottenuto con il montaggio di coppi e controcoppi, permette una microventilazione
continua e diffusa su tutta la superficie della falda. L’isolante del tetto viene ricoperto da un telo traspirante ma impermeabile al vento e all’acqua per evitare infiltrazioni. Inoltre, l’isolante va posizionato con circa dieci centimetri di sporgenza lungo il perimetro murario predisponendo l’aggancio per il cappotto delle pareti ed annullando, così, qualsiasi ponte termico strutturale.
Gli impianti
Partizioni verticali
Lo spessore delle murature portanti ammonta a 45 cm più intonaco interno e isolamento a cappotto di con pannelli in fibra di legno e rasatura finale. In tal modo si riesce a raggiungere un U di 0,28 W/(mqK).
Controllo degli infissi è fondamentale nella capacità termica generale dell’abitazione: una corretta installazione degli infissi, unitamente ad una scelta accurata degli stessi, consente di incidere sul risparmio energetico del 40% e più rispetto al fabbisogno di energia complessiva.
Gli impianti
Acqua
L’impianto idrico dovrebbe avere la possibilità di utilizzo di acqua piovana negli scarichi dei bagni, nell’area di lavanderia (dove è possibile fornirla anche alle lavatrici), prevedendo l’integrazione con acqua potabile della rete urbana, ovviamente presente negli usi domestici consueti (cucina, lavabo, etc), in caso di esaurimento delle riserve idriche piovane o durante periodi di particolare siccità. L’acqua piovana potrebbe essere raccolta in una cisterna interrata sul lato nord dell’abitazione. Le grondaie del tetto sono in rame
a sezione variabile e portano le acque. La capacità di riserva può sodisfare il consumo
di circa 20 giorni e dovrebbe far fronte ai consumi in tutto l’arco dell’anno, tranne che nel periodo estivo.
Il consumo delle risorse idriche va sottoposto al regime di massima salvaguardia, adottando rubinetti a risparmio, doppio pulsante per lo scarico wc, e oculate strategie di consumo come l’uso di lavatrici e lavastoviglie solo a pieno carico. Le acque nere vanno incanalate in una fossa Imhoff e trattate con un impianto di fitodepurazione a vasche disperdenti. L’acqua depurata, potrebbe essere utilizzata per l’irrigazione del giardino. Tutto il terreno dovrebbe mantenere la caratteristica della permeabilità ad eccezione dell’area di costruzione dell’abitazione.
Riscaldamento
Riscaldamento a parete sotto intonaco, del tipo ad irraggiamento, data la limitata energia da immettere nell’abitazione, è un impianto che va a regime velocemente, è in grado di rispondere alla richiesta di calore in meno di 30 minuti. L’impianto viene disposto, in accordo con le esigenze di arredamento, quasi sempre sulle pareti esterne in modo da funzionare anche come barriera termica. La tecnologia si realizza con tubo da 8 mm di diametro che viene posizionato a serpentina sulla parete e coperto da 2 cm circa di spessore di intonaco. La temperatura dell’acqua circolante nell’impianto può variare da 25 C° a 45 C° a seconda della temperatura esterna. Tutti gli ambienti vengono forniti di termostato, in modo da controllare le variazioni termiche vano per vano: tale accorgimento permetterà di utilizzare l’energia nelle zone in cui è richieste.
Produzione calore
La produzione del calore, per il riscaldamento e l’acqua calda sanitaria, potrebbe avvenire tramite due fonti:
– un impianto solare fototermico, ovvero produzione di calore utilizzando il sole;
– un termocamino installato nell’abitazione. In più si potrebbe utilizzare una caldaia a legna.
Il sistema solare potrebbe fornire circa l’80% dell’energia richiesta complessivamente, mentre
il termocamino svolgerebbe funzione d’ausilio in caso di nuvolosità prolungata o tempo estremamente rigido. Il calore viene immagazzinato in un unico serbatoio (tank in tank) che può soddisfare la produzione di acqua calda sanitaria e per riscaldamento.
Il controllo della temperatura di mandata dell’acqua di riscaldamento va effettuato da una stazione di termoregolazione che controlla la temperatura esterna, il fabbisogno interno e il raggiungimento della resa ottimale dell’impianto.
Distribuzione elettrica
L’impianto elettrico e i servizi connessi sono gestiti da un sistema domotico. Viene realizzato un quadro di piano derivato dalla centrale. I campi elettromagnetici vanno eliminati dotando le due zone di uno switch che trasforma la potenza da 220V CA a 12V CC quando non ci saranno carichi impegnati.
La produzione elettrica può essere affidata ad un piccolo impianto fotovoltaico di 2 kWP circa di potenza.
La ventilazione
Prerogativa essenziale per una abitazione a risparmio energetico è l’eliminazione di infiltrazioni non controllate di aria. Anche il ricambio d’aria va, dunque, controllato e non lasciato al caso.
In generale meno si aprono porte e finestre meno energia si disperde. Il ricambio dell’aria viene affidato ad un sistema centralizzato, uno per ogni piano, con scambiatore termico: ciò permette di recuperare il calore in uscita e di ottenere un controllo automatico della qualità dell’aria interna.
L’attivazione e lo spegnimento del recuperatore di calore è comandato da un rilevatore di anidride carbonica.
Le finiture
Anche le finiture dovrebbero essere rispettose dell’ambiente. Il legno dei solai viene trattato con oli a base naturale, l’intonaco a base di calce, gli isolanti privi di qualsiasi prodotto chimico. Gli attacchi quasi sempre meccanici, tranne che per le ceramiche di bagni e cucina che possono essere incollate con leganti naturali. Gli unici materiali provenienti dal petrolio in forma diretta sono: la guaina impermeabile del terrazzo, i tubi di scarico in polietilene.
Stagione invernale
Per un’abitazione è all’incirca di 240 mq di superficie utile, si stima un fabbisogno di riscaldamento di circa 819 kWh/anno. Tale consumo, considerando il rendimento di un litro di petrolio pari a circa 10kWh/lt, comporterebbe l’utilizzo di circa 100lt di gasolio annui, paragonabile a due rifornimenti completi per un’autovettura di media cilindrata con un costo complessivo di € 130.
(Ovviamente non saranno utilizzati derivati degli idrocarburi per il riscaldamento dell’immobile, pertanto tale indicazione ha solo valore comparativo).
Stagione estiva
La struttura delle murature e l’utilizzo dei pannelli di isolamento in fibra di legno permetteranno di ottenere uno sfasamento di circa 11 ore. Inoltre la massa delle murature consente di immagazzinare calore durante il giorno e di disperderlo durante la notte grazie alla escursione termica esistente.
Per il rinfrescamento può essere usata la ventilazione naturale notturna e la schermatura delle aperture: di conseguenza nessun consumo relativo al condizionamento dell’aria.
