Costruire con il legno in area mediterranea

di Antonella Della Cioppa.

INTRODUZIONE

Il legno è un materiale da sempre utilizzato in edilizia, che negli ultimi anni sta tornando alla ribalta grazie alla maggiore attenzione alla sostenibilità in edilizia e alla forte innovazione tecnologica. Le abitazioni in legno costituiscono un segmento in forte espansione, trainato dalla nuova consapevolezza dei vantaggi legati al costruire in legno in termini di qualità costruttiva, salubrità, sicurezza sismica ed elevato rapporto qualità-prezzo, ma anche perché “Il legno è in grado di fornire una valida risposta alla crescente attenzione ai problemi energetici e ambientali, puntando con decisione ad un ruolo da indiscusso protagonista nella green economy, grazie alla capacità di coniugare comfort abitativo, risparmio energetico e abbattimento di emissioni di CO2 in atmosfera”.

Il contesto delle aree montane con clima freddo risulta particolarmente favorevole alla realizzazione di costruzioni in legno grazie alla maggiore reperibilità della materia prima in loco che ha determinato nel tempo una consolidata tradizione edilizia.

Ma il legno può essere una valida alternativa ai tradizionali materiali per le costruzioni (laterizi, cemento, acciaio) anche in paesi del sud con clima temperato caldo mediterraneo e subtropicale.

Tradizionalmente nelle aree mediterranee, l’uso del legno è limitato alla costruzione di tetti, solai e finiture (pavimenti, infissi, porte) e raramente è utilizzato per strutture e tamponature, in quanto l’esigenza prevalente è il controllo degli apporti solari gratuiti. Infatti, per gli edifici di area mediterranea, il “diritto all’ombra” è prioritario rispetto al “diritto al sole”, in quanto il clima mediterraneo invita a considerare prevalente il controllo tecnologico e progettuale dei parametri correlati alla prestazione energetica per la climatizzazione estiva: fabbisogno energetico per il raffrescamento e per la deumidificazione.

L’analisi dei consumi energetici nel nostro paese ha dimostrato che si consuma di più per il condizionamento estivo che per il riscaldamento invernale, pertanto, oggi l’attenzione al tema della protezione dal caldo estivo è diventata una questione di estremo interesse per i progettisti.

Il lavoro che si presenta mira a definire le possibili soluzioni tecnologiche, costruttive e progettuali utili ad ottimizzare le prestazioni dell’involucro in legno per le zone a clima mediterraneo.

La ricerca, articolata in più fasi, ha visto in primis la raccolta delle informazioni in merito alle caratteristiche climatiche e alle tecniche costruttive tradizionali del mediterraneo, ed anche dei dati tecnici sulle aziende leader di case prefabbricate in legno.

Ciò ha permesso di comprendere a fondo il contesto geografico e l’attuale offerta del mercato caratterizzato da diversi sistemi costruttivi dotati di specifiche funzionalità.

A seguire, si è proceduto con un’analisi dei requisiti imposti dalla normativa italiana alle aziende produttrici di case prefabbricate in legno, in tema di prestazioni energetico-ambientali degli edifici, così da arrivare a definire i potenziali requisiti che le case in legno dovrebbero avere se costruite in aree con clima mediterraneo.

 

STRATEGIE PER OTTIMIZZARE LE PRESTAZIONI DELL’INVOLUCRO IN LEGNO

 

Nelle zone con clima mediterraneo (A, B, C e D) l’esigenza principale, connessa al clima, non è tanto ridurre le dispersioni termiche nella stagione invernale quanto controllare gli accumuli termici nella stagione estiva.

Un’altro fattore che contribuisce a creare una situazione di discomfort in queste aree nel periodo estivo è l’umidità relativa che raggiunge picchi anche del 90%, aumentando la percezione fisica del calore e causando difficoltà respiratorie.

Le condizioni climatiche delle aree costiere della penisola italiana sono paragonabili a quelle degli altri lembi di costa che si affacciano sul mediterraneo (Figura 1) dove si riscontrano caratteristiche e soluzioni tecnologiche analoghe in risposta alle condizioni climatiche.

Le costruzioni mediterranee hanno infatti una forma diffusamente compatta, per garantire il più vantaggioso rapporto tra superficie di involucro e volume riscaldato, efficiente rispetto alle dispersioni termiche in inverno, piccole aperture contrapposte per favorire la ventilazione naturale in estate, con spazi ad assetto variabile (porticati, logge, patii, spazi filtro, serre) il cui comportamento selettivo ottimizza le prestazioni nel corso dell’intero anno.

Negli edifici mediterranei si tende a privilegiare il fronte esposto a sud, in modo da captare i raggi solari attraverso le aperture in inverno, quando il sole è basso, e a schermare le superfici vetrate dai raggi solari in estate, quando il sole è alto, con aggetti orizzontali quali ad esempio balconi, logge, vengono, invece, limitate al massimo le aperture sui fronti est e ovest, poiché su tali lati portano scarsa energia in inverno, quando il sole è debole e di durata limitata, poiché il percorso solare d’inverno è breve, e surriscaldamento in estate, quando il sole è basso ed entra in profondità, il percorso solare è più lungo e i raggi sono difficili da schermare.

Generalmente, il lato nord, che invece non riceve praticamente mai il sole se non all’alba e al tramonto in estate, è caratterizzato da aperture ridotte, per evitare dispersioni; queste servono solo per innescare la ventilazione naturale durante la stagione calda in modo da “scaricare” durante la notte il calore accumulato dalla parete esposta a sud durante il giorno.

Una tipologia mediterranea tipica è la casa a patio, che presenta una struttura compatta con aperture solo verso il patio.

Un elemento costruttivo, a cui bisogna prestare molta attenzione in area mediterranea, è la copertura che rappresenta l’attacco al cielo dell’edificio. Ovviamente questo elemento è quello che più degli altri risente del soleggiamento diretto. Le coperture delle case mediterranee sono comunemente rispondenti a più tipologie di cui le più comuni sono quelle a terrazza, a volta e a cupola.

Ognuna di queste tipologie ha alle spalle una tradizione costruttiva su base empirica le cui sperimentazioni hanno portato ad ottenere prestazioni funzionali ottimali.

La tradizione costruttiva locale registra, sulla copertura piana, un’ulteriore struttura a telaio (gazebo) che sostiene materiali leggeri come ad esempio dei teli in tessuto o in paglia che assicurano una schermatura dai raggi solari creando un ambiente aperto ai lati e fruibile. Questa copertura leggera viene rimossa nel periodo invernale così da permettere ai raggi solari di riscaldare la copertura piana garantendo degli apporti solari gratuiti ai locali sottostanti.

Le coperture voltate o a cupola, invece, proprio per la loro forma favoriscono la riduzione della superficie di accumulo termico direttamente irradiata dal sole e, di conseguenza, la quantità di energia termica assorbita e trasmessa all’ambiente interno. Inoltre, contribuiscono ad innescare i moti convettivi per la ventilazione interna. Spesso, per migliorare questi flussi di aria, nella parte superiore della volta o della cupola viene praticata un’apertura che favorisce la fuoriuscita dell’aria calda interna.

Fattore parimenti importante da controllare nelle costruzioni mediterranee, è il colore.

Il “colore” condiziona l’assorbimento superficiale e il trasferimento di energia ricevuta per irraggiamento: i colori scuri hanno un elevato coefficiente di assorbimento, mentre i colori chiari hanno un basso valore di assorbimento.

Siccome i colori scuri assorbono maggiormente la radiazione solare sono da evitare nei climi caldi, mentre i colori chiari, che la riflettono, riducono la captazione di energia termica.

Tra i requisiti di comfort dettati dal D.M. 26/06/2015 (Allegato 1), emerge espressamente la richiesta di utilizzare cool roof con materiali ad alta riflettanza solare con un valore minimo di 0,65 nel caso di coperture piane e 0,30 nel caso di coperture a falde, per limitare il fabbisogno energetico per la climatizzazione estivo. Infatti “la prassi operativa in architettura è caratterizzata dal tentativo di promuovere un’innovazione tecnologica orientata verso l’ecoefficienza e l’auto-sostenibilità energetica (from net zero energybuildings to plus energybuildings) che sia il frutto di un’innovazione mentale, non solo ecologica e ambientale. A livello di scelte tecnologiche, non basta integrare nella copertura un sistema fotovoltaico o solare termico per far diventare un edificio energeticamente efficiente [...] Nella scelta di materiali e sistemi costruttivi è da incentivare la valorizzazione delle tecniche e dei materiali tradizionali locali, interpretati progettualmente in modo innovativo, e la scelta di prodotti preferibilmente ecocompatibili e riciclabili. Il legno è, da questi punti di vista, un materiale con ottime prestazioni”.

Le soluzioni progettuali che prevedono l’uso di materie prime e modalità attuative  di cui sia controllato  il costo ambientale ed energetico in tutto il ciclo di vita … e anche oltre! sono la risposta alla crescente sensibilità del settore delle costruzioni che, in linea con il pensiero “ambientalmente consapevole” propone il legno come materiale da costruzione naturale che ha il grande vantaggio di non essere nocivo per la salute dell’uomo, di essere eco-sostenibile e rinnovabile.

Dall’altro canto, però, l’utilizzo di materiali completamente naturali nella realizzazione delle case in legno, ha fatto sì che i prezzi risultassero inizialmente più alti rispetto alle costruzioni tradizionali.

In effetti, le costruzioni in bioedilizia, pur avendo un costo iniziale più alto, permettono di recuperare questo costo con minori consumi energetici e bassissima manutenzione del fabbricato.

Il legno è caratterizzato da un basso valore del coefficiente di conduttività termica, pertanto le strutture realizzate con questo materiale hanno buone prestazioni termo-acustiche che permettono di ridurre al minimo la perdita di calore durante il periodo invernale e il raffrescamento durante il periodo estivo.

Si può, in generale, affermare che una parete in legno spessa 25 cm, realizzata con il sistema costruttivo Blockhaus, isola quanto una parete di calcestruzzo spessa 60 cm.

Il mercato offre diverse tecniche costruttive per le strutture in legno…

(… segue …)

Leggi l’articolo completo: Antonella Della Cioppa, Costruire con il legno in area mediterranea, in Scienze e Ricerche n. 38, 1° ottobre 2016, pp. 79-84