Laterizi | Architettura | Efficienza Energetica | Involucro
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L’utilizzo del laterizio nella progettazione nelle case passive

Quando si realizzano case passive ogni scelta progettuale è fatta per raggiungere obiettivi prestazionali precisi. In questo articolo sono descritti due esempi di edifici dello studio Piraccini+ Potente Architettura dove viene impiegato il laterizio (Casa/Studio e The Shell) per ottenere l'adempimento degli standard Passive House.

Nella progettazione di case passive (standard internazionale Passive house) ogni scelta costruttiva concorre a raggiungere gli obiettivi preposti. Pertanto, la definizione dell’involucro edilizio, e dei materiali che lo compongono, non può prescindere da un’attenta valutazione sulle caratteristiche fisico-tecniche dei materiali.

Inoltre, si rivela fondamentale, soprattutto in relazione al contesto climatico ed all’intorno del sito di intervento, massimizzare la captazione della radiazione solare in inverno e, al contrario, creare un efficace ombreggiamento in estate.

Progettazione e costruzione in standard Passivhaus

Progettare con l’obiettivo di costruire edifici sostenibili, energeticamente efficienti, che massimizzino il confort indoor dei futuri abitanti, implica fin da subito la scelta di un processo complesso e sfaccettato. Questo processo parte dall’analisi del contesto in cui si opera, dalle risorse di cui si dispone e dalle esigenze a cui si deve rispondere.

Lo standard internazionale Passive House impone il raggiungimento di obiettivi ben precisi, che si possono riassumere in maniera qualitativa con:

  • riduzione a zero delle emissioni di gas o inquinanti nell’ambiente,
  • riduzione al minimo del fabbisogno energetico annuale dell’edificio,
  • autoproduzione dell’energia elettrica necessaria al funzionamento del sistema impiantistico dell’abitazione, funzionale a sopperire la distanza, se pur minima, tra le condizioni raggiunte e quelle richieste come livello di confort indoor.

Per raggiungere tali obiettivi è necessario comprendere e controllare i fattori ambientali dai quali proteggersi, come le basse temperature in regime invernale e il surriscaldamento da radiazione solare incidente in estate, e quelli da sfruttare a vantaggio dell’edificio, utilizzando ad esempio grandi aperture vetrate per gli apporti solari gratuiti che aiutano a scaldare l’edificio in regime invernale.

Il progettista ha diversi strumenti e strategie per costruire un edificio in grado di rispondere a queste esigenze, e tra queste vi è proprio l’utilizzo dei materiali da costruzione che svolgono un ruolo decisivo nella definizione di una struttura e di un involucro efficiente.

Il principio con cui cerchiamo di scegliere i materiali dipende in primo luogo dal contesto, che rende più appropriata ed efficace la scelta di un materiale piuttosto che di un altro e, in un clima come quello mediterraneo, è necessario porre molta attenzione non solo al regime invernale, ma soprattutto a quello estivo.

La maggior parte delle Passivhaus è costruita in legno essendo situata in contesti climatici temperati (con inverni rigidi ed estati miti). Al contrario, in contesti climatici caratterizzati da estati molto calde, come nel clima mediterraneo, è opportuno progettare involucri edilizi considerando la massa come valore utile allo sfasamento termico capace di ridurre il surriscaldamento estivo. Pertanto, l’utilizzo di tecnologie pesanti, quali ad esempio il laterizio, declinato nelle sue diverse applicazioni, risultano appropriate nell’applicazione di tale standard poiché viene sfruttata la loro caratteristica massa elevata. È di certo possibile costruire Passive house in area mediterranea utilizzando tecnologie leggere come, ad esempio, telaio in legno o acciaio, ma è opportuno considerare una efficace integrazione con materiali ad alta densità, capaci di raggiungere nel complesso efficienti livelli di sfasamento termico, strategia che tuttavia genera complessità progettuali e costruttive.

La progettazione di architettura contemporanea utilizzando lo standard Passive house è alla base del percorso di ricerca che Piraccini+Potente architettura sta portando avanti da diversi anni.

In questo articolo si porteranno ad esempio due edifici realizzati (Casa/Studio e The Shell) che vedono l’impiego del laterizio come utile strategia per raggiungere l’obiettivo dello standard Passive House.

Esempi applicati dell’uso del laterizio nella costruzione di edifici in standard passivhaus

Il progetto Casa/Studio riguarda la realizzazione di una residenza dove l’utilizzo del laterizio è circoscritto ai muri d’ambito e alle porzioni dell’involucro edilizio maggiormente soggette al surriscaldamento estivo. Dal punto di vista strutturale, il fatto che l’edificio facesse parte di un aggregato esistente in muratura, l’impiego del laterizio ha semplificato notevole il progetto del miglioramento sismico dell’aggregato. Inoltre, l’impiego di una muratura strutturale sul fronte ovest, maggiormente esposto alla radiazione solare estiva, contribuisce a ottimizzare le prestazioni energetiche in termini di sfasamento dell’onda termica.

Rallentare il passaggio dell’onda termica è di fondamentale importanza durante il regime estivo poiché impedisce all’edificio di surriscaldarsi durante le ore più calde del giorno, consumare energia e creare problemi di discomfort.

Inoltre, le caratteristiche di inerzia del materiale laterizio rendono inoltre possibile l’abbinamento a coibenti a minor densità, come l’Eps e Xps, riducendo i costi di costruzione. Le murature perimetrali realizzate in materiale massivo, sono state integrate con tecnologie leggere quali il legno lamellare per la realizzazione dei solai, l’acciaio per le strutture portanti interne che non interagiscono con l’involucro edilizio, e il CLT (cross laminated timber) per il solaio di copertura, quest’ultimo dotato di una buona massa la contrario delle strutture puntuali in legno.

The Shell è un edificio residenziale la cui tecnologia costruttiva è composta da una struttura intelaiata in cemento armato tamponata da blocchi di laterizio porizzato, che determina il limite dell’involucro riscaldato, ed una struttura esterna in acciaio e legno progettata come strumento di regolazione della radiazione solare in regime invernale ed estivo.

Al contrario di Casa/Studio dove si è reso necessario l’utilizzo di sistemi e tecnologie diverse tra loro, in The Shell l’intero involucro edilizio riscaldato è stato realizzato in latero-cemento. Tale strategia ha semplificato la progettazione fisico-tecnica utilizzando il modello dinamico dell’edificio, lo stesso per quanto riguarda lo studio dei ponti termici agli elementi finiti.

Nella progettazione di case passive un requisito fondamentale è quello della tenuta all’aria. Tale requisito, particolarmente restrittivo per lo standard Passive House, deve essere verificato in opera tramite blower door test.

Mentre nelle costruzioni stratificate a secco il requisito di tenuta all’aria viene rispettato utilizzando soprattutto teli e nastri a tenuta, al contrario, nelle costruzioni in laterizio è l’intonaco ad avere le caratteristiche di tenuta all’aria.

L’intonaco deve essere applicato con continuità sulle murature perimetrali e nei solai in laterocemento senza dimenticare le tracce impiantistiche. Per garantire un’efficace tenuta all’aria, prima della stesura degli impianti, le tracce dovranno essere rasate ad intonaco in modo da evitare refoli d’aria all’interno delle scatole elettriche o in ogni situazione puntuale dove dall’intonaco fuoriescano tubazioni o condotte.

Entrambi gli edifici hanno superato positivamente il blower door test.

Tuttavia, è nel progetto The Shell che sono stati raggiunti i risultati più prestazionali, sicuramente in ragione di una maggiore semplificazione costruttiva che ha previsto la presenza uniforme del laterizio sull’intera superficie dell’involucro.

Figura 1-2 – Fotografie di The Shell Passive House, stato completato.
Figura 1-2. Fotografie di The Shell Passive House, stato completato (sopra). Fotografie di Casa Studio, stato completato (sotto).

Descrizione delle stratigrafie abbinate al laterizio

Realizzare edifici in mattoni è possibile solo con un attento uso dei materiali nel loro complesso, accostando il laterizio e le sue proprietà a quelle di altri materiali, facendoli lavorare in sinergia per definire un involucro efficiente.

La definizione di una stratigrafia corrisponde ad un vero e proprio progetto nel progetto, l’accostamento più corretto tra gli strati viene studiato tramite software di calcolo che tengono conto delle caratteristiche termiche e igrometriche di ciascun materiale in modo da quantificare i valori di trasmittanza termica e sfasamento, e verificare che non si creino fenomeni di condensa interstiziale che porterebbero al deperimento dei materiali. Nelle didascalie seguenti vengono descritte le stratigrafie utilizzate in Casa/Studio e The Shell Passive House.

Figura 3 – Stratigrafia della chiusura verticale lato ovest di Casa Studio (fonte: S.Piraccini; V.Vodola, Cinque strade per costruire una passivhaus. Altralinea Edizioni, 2021 ).
Figura 3. Stratigrafia della chiusura verticale lato ovest di Casa Studio (fonte: S.Piraccini; V.Vodola, Cinque strade per costruire una passivhaus. Altralinea Edizioni, 2021 ).
Figura 4 – Stratigrafia della chiusura verticale esterna e di copertura di The Shell Passive House.
Figura 4. Stratigrafia della chiusura verticale esterna e di copertura di The Shell Passive House.

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