Nella scelta delle tecniche di costruzione è importante considerare anche l’utilizzo che si farà dell’edificio, il grado di flessibilità richiesto nella disposizione degli spazi interni ed il periodo in cui esso verrà utilizzato
Tecniche di Costruzione in Bioedilizia La scelta della tecnica di costruzione di un edificio va presa anche in funzione del tipo di materiale che si ritiene più adatto nella costruzione.
Per ridurre i costi energetici ed ambientali, oltre che per adattare al meglio l’edificio alle condizioni climatiche del luogo, è bene che i materiali scelti siano presenti in abbondanza nella zona di costruzione e ciò è leggibile anche nell’architettura vernacolare; solitamente le tecniche “locali” sono le più adatte, anche se oggi l’evoluzione del settore ha portato alla possibilità di applicare tecniche miste con prestazioni analoghe a quelle tradizionali o la realizzazione di strutture “tradizionali” con materiali innovativi; ciò vuol dire avere a disposizione un ventaglio più ampio di scelte che richiede però una analisi più approfondita per “centrare” la tecnica più adatta al caso.
Per questo motivo è bene considerare in prima battuta i pro ed i contro complessivi delle due principali tipologie di tecniche.
Nella scelta è importante considerare anche l’utilizzo che si farà dell’edificio, il grado di flessibilità richiesto nella disposizione degli spazi interni ed il periodo in cui esso verrà utilizzato; solitamente le tecniche pesanti sono legate a performances termiche più stabili ed economiche, mentre le strutture leggere puntiformi garantiscono una maggiore flessibilità planimetrica.
I “puristi” della architettura bioecologica preferiscono le prime perché, oltre a permettere uno sfruttamento energetico ottimale, hanno caratteristiche microclimatiche più salubri; per contro le tecniche leggere sono legate alla realizzazione delle cosiddette “case passive”, che sfruttano in maniera più attiva l’energia latente degli edifici ma comportano al contempo dubbi sulla qualità dell’aria interna, talvolta discutibile per la presenza di microinquinanti e la scarsa ecologicità dei materiali usati .
La distinzione tra questo tipo di strutture non è sempre leggibile a prima vista, in quanto i due sistemi consentono l’applicazione di finiture analoghe; ad una analisi più attenta si può capire con che tipo di struttura si ha a che fare guardando la disposizione degli spazi interni, l’andamento dei consumi in funzione degli impianti installati e la qualità dell’aria interna dell’edificio.
Sistemi “Massivi”
I sistemi di costruzione pesanti comprendono generalmente le costruzioni a muratura portante che nella nostra tradizione costruttiva sono generalmente sinonimo di qualità e durevolezza.
Nella nostra cultura infatti alla pietra ed al mattone è associata la fase della costruzione dell’edificio, mentre al legno è si associa tutto ciò che riguarda l’arredo. I vantaggi ascrivibili a questi sistemi costruttivi sono in genere:
- Una elevata durevolezza, e quindi ridotte operazioni di manutenzione
- Un buon livello di isolamento acustico
- Una elevata capacità di accumulo termico, quindi ridotte fluttuazioni di temperatura all’interno degli edifici
- Migliore protezione dal calore estivo
- Minore presenza di spifferi
Per contro si hanno:
- Costi e tempi di costruzione più elevati
- Un maggiore contenuto di umidità nelle murature
- L’impiego di materiali caratterizzati da un elevato contenuto energetico in fase di produzione
- Minore flessibilità planimetrica
- Maggiori costi in caso di modifiche o demolizioni
Murature in laterizio
Il laterizio in Italia si pregia di una antica tradizione costruttiva, dovuta sia all’abbondanza delle materie prime che al fatto che esso risulta un materiale adatto alle caratteristiche climatiche dell’intera penisola.
Esso è l’elemento dall’impiego sicuramente più flessibile tra quelli con cui è possibile costruire edifici “massivi”. Può essere infatti utilizzato in forma di mattoni pieni, semipieni e forati, più o meno porizzati, a seconda delle caratteristiche strutturali e dell’isolamento sia termico che acustico richiesti; quest’ultimo può essere migliorato accoppiando diversi strati di muratura a svariati tipi di materiale isolante o interponendovi un cuscinetto d’aria.
Nel contempo lo stesso può fungere da elemento più o meno strutturale, essere lasciato a vista o intonacato a seconda dei gusti e fungere anche da rivestimento di pavimenti o di altre superfici. La facilità con cui è possibile tramite il laterizio configurare diversi spessori con differenti caratteristiche energetiche lo rende adatto soprattutto nella realizzazione di sistemi bioclimatici per il guadagno termico degli edifici, anche perché presenta valide capacità di accumulo energetico e di distribuzione di flussi termici.
Oltre ad essere ideale, come tutte le murature massive, nei sistemi a guadagno diretto, è utilizzato anche in quelli a guadagno indiretto come i muri solari (muri trombe, in cui si realizza un doppio involucro vetro-muro in laterizio) o nei sistemi a guadagno isolato (sistemi a collettore solare e massa termica interna, in cui il calore viene trasportato per convezione).
Murature in pietra
La pietra è il materiale da costruzione più antico, alla base della costruzione delle caverne, caratterizzato da una elevatissima durabilità e da una grande capacità di accumulare calore; per questo motivo è ideale da combinare con la maggior parte dei sistemi di guadagno passivo dell’energia solare.
Con la pietra si costruiscono murature portanti e solitamente di grande spessore, con blocchi più o meno grandi a ricavare tessiture diverse, legati con calce o assemblati a secco; talvolta il suo impiego è limitato ad architravi e altri elementi strutturali, vista la notevole resistenza sia a trazione che a compressione.
Dal punto di vista del comfort abitativo è un materiale ottimale, anche se spesso bisogna fare i conti con presenza di radon ad essa associato. Il suo impiego è penalizzante in senso ecologico soprattutto nei luoghi in cui non è presente in natura, in quanto può comportare alti costi (anche ambientali) di estrazione, trasporto e lavorazione; per contro può non richiedere l’ intonacatura, il che corrisponde ad un risparmio di materiale.
Murature in terra cruda
Precursore del laterizio è la terra cruda, essiccata al sole ed utilizzata in edilizia da almeno 10.000 anni; nonostante sia un materiale antichissimo, ancora oggi la maggior parte della popolazione del mondo vive in case di argilla (anche in Italia), in quanto presente ovunque e procurabile in modo pressoché gratuito, oltre che durevole, facile da lavorare e da mantenere.
Può essere compattato in casseforme (tecnica Pisè), eretto in murature massicce (tecnica Wellerbau) o composto in mattoni assemblati con una malta anch’essa a base di argilla. Vi sono poi alcune tecniche miste (annoverabili nelle ibride) che prevedono una intelaiatura strutturale in legno ed un riempimento con terra e paglia.
Un edificio in argilla ben costruito è resistente al fuoco e all’interno dell’edificio ha la capacità di autoregolare l’umidità interna e le sostanze microinquinanti e di assorbire il rumore.
A causa della sua estrema sensibilità all’acqua è indispensabile realizzare fondazioni che la proteggano dall’umidità ascendente (es. in pietra) e all’esterno è bene intonacarla con prodotti a base di calce o silicati, anche se non è necessario se si scelgono argille ben impermeabili e si prevede un tetto sporgente per ripararlo dalla pioggia.
All’interno la muratura può essere lasciata a vista o coperta da un intonaco di argilla o a base di calce.
Sistemi “Leggeri”
Le tecniche di costruzione leggera non sono proprie della nostra cultura costruttiva, ma derivano soprattutto dalla tradizione orientale in cui tra i materiali da costruzione predominano prodotti di origine animale e vegetale dall’alto valore biologico.
Solitamente in bioedilizia le strutture leggere, caratterizzate per la maggior parte da uno schema statico puntiforme, considerano il legno come un materiale chiave, che assume una funzione statica.
Questo tipo di sistemi costruttivi è totalmente a secco e ciò comporta la possibilità di prefabbricare la maggior parte delle strutture al di fuori del cantiere, riservando a quest’ultimo soltanto la fase di assemblaggio finale. In generale i vantaggi delle costruzioni “leggere” sono:
- Materiali da costruzione spesso derivati da fonti rinnovabili e con basso contenuto energetico in fase produttiva.
- Ottime tecniche di isolamento termico.
- Risparmi legati a tempi ridotti di costruzione in cantiere.
- Minor volume di rifiuti prodotto.
- Estrema flessibilità nel tempo del layout progettuale interno.
Al contrario gli svantaggi sono:
- Operazioni di manutenzione molto frequenti.
- Per garantirne un minimo di durabilità è richiesta una forte specializzazione degli artigiani interessati nella costruzione.
- Isolamento acustico e protezione dal calore estivo critici, il che richiede interventi costosi e spesso delicati.
- Frequente presenza di spifferi ed umidità.
- Uso abituale di trattamenti per i materiali che possono essere nocivi per la salute degli abitanti.
Costruzioni in legno massiccio
La costruzione in legno massiccio si avvicina molto alle tecniche massive, essendo l’unico sistema ecologico a muratura portante realizzato a secco.
Esso deriva dalla tradizione dei sistemi a blinde, presenti nella nostra architettura alpina, in cui i tronchi vengono posizionati ortogonalmente l’uno sopra l’altro a formare una parete massiccia in legno dallo spessore importante con notevoli funzioni statiche.
Nei sistemi più moderni il legno può assumere sia la funzione di trave (soprattutto all’interno degli edifici) che costituire murature esterne e solai massicci, realizzati accoppiando ed inchiodando le tavole, in maniera da ottenere notevoli spessori, in cui se una singola tavola é difettosa, la sollecitazione viene accolta dalle tavole vicine.
Tra i vantaggi di questo sistema vi è la possibilità di ridurre l’altezza statica dei solai intermedi ed un peso proprio della struttura ridotto rispetto ai sistemi tradizionali massivi, che mantiene comunque un buon isolamento termico ed acustico realizzato con un unico materiale, il che riduce il rischio di ponti termici.
Sistema “platform frame”
Questa tecnica costruttiva è molto utilizzata in Nord America e prevede un sistema di fondazioni in cemento su cui poggia una struttura a “piattaforme”.
Quest’ultima si realizza tramite una ossatura principale delle pareti e dei solai, realizzati rispettivamente con elementi verticali in legno massiccio e travetti in legno lamellare o massiccio dalla sezione variabile in funzione delle luci e dei carichi previsti, posti allo stesso interasse (variabile dai 40 ai 60 cm), su cui si inchioda un rivestimento strutturale (generalmente in legno ricomposto) che costituisce la struttura secondaria.
L’isolante (generalmente sughero) viene interposto tra i montanti e i travetti principali, a cui è possibile interporre uno strato di ventilazione sia sulle pareti che in copertura, mentre gli impianti possono essere facilmente incassati.
La scelta del tipo di rivestimento esterno è molto ampia e comprende tutta la gamma dei nostri rivestimenti “tradizionali”. Questo sistema, se realizzato correttamente, presenta un ottimo comportamento antisismico, sia per merito delle caratteristiche peculiari del materiale in sè, che per la duttilità delle unioni meccaniche.
Sistema a telaio “timber frame”
Questa soluzione prevede una intelaiatura massiccia in legno composta da travi e pilastri di notevole dimensione e collegata da un complesso sistema di giunti, nei cui spazi intermedi vengono posizionati soltanto il materiale isolante e le varie finiture.
Il sistema a telaio consente una maggiore flessibilità nel disegno della pianta rispetto ai sistemi precedenti, in quanto consente notevoli luci sia in pianta che in sezione e una disposizione delle partizioni secondarie altrettanto libera; è anche possibile tamponare gli spazi tra le travi con vetrate a tutta parete (adeguatamente orientate).
L’utilizzo di un telaio in legno adeguatamente dimensionato consente, rispetto all’impiego dell’acciaio, il raggiungimento di una migliore resistenza al fuoco, mentre la sua maggiore elasticità lo rende molto adatto alle costruzioni in zone sismiche.
Dal punto di vista termico lo stesso sistema è molto efficiente in quanto l’isolamento è completamente scorporato dalla struttura e quindi può essere posto all’esterno della struttura, ricoprendo anche quest’ultima e ottenendo quindi migliori performances energetiche.
Sistemi ibridi
Per compensare i diversi pro e contro delle tecniche massive e di quelle leggere si stanno sperimentando delle tecnologie ibride, tra cui edifici con strutture in mattoni di legno cavi, incastrati tra loro e successivamente riempiti in argilla o altro materiale inerte ad aumentarne la massa termica, strutture a telaio con tamponamenti in laterizio o ancora corpi di fabbrica con un nucleo massiccio che ospita solitamente collegamenti verticali e servizi circondato da una struttura leggera in legno o similari.