SCHEDA L’INVOLUCRO EDILIZIO: REQUISITI E STRATEGIE …

1. Strutture costituenti l’involucro edilizio e requisiti

Nell’organismo edilizio l’involucro perimetrale è la sede privilegiata d’interscambio tralo spazio confinato interno e l’esterno, col quale si relaziona.

L’involucro edilizio ha l’esclusiva funzione di rapportarsi direttamente con le condizioniclimatiche esterne quali freddo, caldo, umidità, precipitazioni, vento, luce; con gli aspet-ti critici del luogo, quali le fonti di inquinamento acustico, elettromagnetico, dell’aria, maanche con i suoi elementi di valore quali il paesaggio naturale o l’ambiente costruito esi-stente. L’involucro è costituito dall’insieme delle strutture edilizie esterne che gli dannoforma e lo delimitano, a loro volta costituite da diversi componenti e materiali a spesso-re variabile.

Le strutture costituenti l’involucro attraverso cui l’edificio entra in relazione conl’esterno sono:1. strutture orizzontali verso il terreno o l’esterno (si veda Scheda Verde 4);2. strutture opache verticali perimetrali (si veda Scheda Verde 5);3. coperture piane e inclinate (si veda Scheda Verde 6);4. chiusure trasparenti (si veda Scheda Verde 7).

In relazione al soddisfacimento dei requisiti tecno-funzionali ed energetici specifi-

ci delle singole strutture, l’involucro edilizio deve essere ideato in modo da:• isolare da temperature rigide esterne e quindi ridurre la dispersione del calore pro-

dotto dalle fonti di riscaldamento interno;• isolare, smorzare, sfasare, proteggere dal calore esterno estivo;• impedire fenomeni di condensa; • impermeabilizzare dall’acqua e dalla risalita capillare provenienti dal contatto con il

terreno; • convogliare e/o allontanare o recuperare l’acqua piovana dall’edificio; • isolare dai rumori.

In relazione al soddisfacimento dei requisiti di bioecocompatibilità e di efficienza

energetica d’insieme dell’organismo edilizio, la progettazione dell’involucro ediliziodeve prevedere:

• una forma, composizione, orientamento e una disposizione e ampiezza delle aperturenon casuali, rapportati criticamente e consapevolmente alle caratteristiche climatichedel luogo: finalizzati alla captazione dell’energia solare passiva invernale; alla protezio-ne dal surriscaldamento estivo, dai venti dominanti, dagli agenti inquinanti esterni;alla valorizzazione della ventilazione e dell’illuminazione naturale;

• l’utilizzo di materiali e componenti naturali, non tossici, non inquinanti, in stretta rela-zione con le caratteristiche climatiche del luogo, a loro volta strettamente legate allerisorse e alla tradizione culturale costruttiva locali; composti, associati e messi in operain modo da garantire un loro corretto funzionamento e la traspirabilità dell’involucro.

In relazione al soddisfacimento dei requisiti di qualità culturale, l’involucro ediliziodeve essere ideato valutando con consapevolezza il contesto paesaggistico e/o urbano incui si inserisce.

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L’INVOLUCRO EDILIZIO: REQUISITIE STRATEGIE PROGETTUALI2S

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A. Catani © by Mondadori Education S.p.A. - MIlano

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2. Dispersioni termiche e strategie progettuali

L’uomo sin dall’antichità ha trovato riparo dalle rigide temperature invernali all’inter-no di spazi confinati, che si sono evoluti dagli anfratti naturali alle capanne, ad abita-zioni sempre più organizzate; ha cercato di riscaldare questi spazi artificialmente,accendendo fuochi all’interno, cioè producendo calore, per attenuare il proprio disa-gio termico.

Il calore prodotto artificialmente all’interno di spazi confinati tende a fluire natu-

ralmente verso l’esterno e deve essere integrato in continuazione per poter man-tenere costanti le temperature interne di comfort. Il legno, utilizzato come combusti-bile nel passato, ha sempre costituito un’abbondante risorsa energetica; non è cosìoggi per il petrolio che lo ha sostituito. La dispersione verso l’esterno del flusso dicalore prodotto all’interno degli spazi confinati può essere ostacolata costruendoinnanzitutto un involucro edilizio con materiali poco conduttivi e specificamente

isolanti. L’isolamento delle strutture (figg. 1-3) costituenti l’involucro (struttureverticali, siano esse opache o trasparenti, strutture di copertura, strutture orizzonta-li a contatto con il terreno o ambienti non riscaldati) costituisce dunque la principa-le strategia ai fini del mantenimento del calore prodotto internamente e del conse-guente risparmio energetico invernale. Dell’isolamento di ogni specifica struttura difabbrica si parlerà nella relativa sezione.

Fig. 1 Strutture verticali opache isolate internamente con pannelli di sughero bruno.


Ulteriori contributi alla riduzione delle dispersioni termiche di un edificio in regimeinvernale, e dei conseguenti dispendi energetici ed economici, sono dati dal rendimen-

to dell’impianto di riscaldamento (non trattato in tale sede) e dalla valorizzazione

progettuale degli apporti invernali di energia solare passiva.

Il sole costituisce la più importante fonte di energia naturale gratuita di cui l’uomodispone. In inverno l’edificio è investito da una minore quantità di radiazione solarerispetto all’estate. Tale radiazione risulta essere concentrata sulle sue superfici

verticali esposte a sud, dove i raggi solari molto obliqui sono in grado di pene-

trare profondamente all’interno attraverso i sistemi verticali vetrati (fig. 4).

Per questo motivo è preferibile valorizzare l’apporto gratuito di energia, fornito

dal sole, sviluppando ed orientando l’edificio in modo tale che le sue superfici

verticali siano il più possibile esposte a sud e dotare le stesse di ampie apertu-

re, opportunamente schermate superiormente contro il surriscaldamento esti-

Fig. 2 Sezione di infisso ad alte prestazioni energeti-che “Activa” (Sudtirol Fenster), con Uw 0,8.

Fig. 3 Coperturaisolata all’estrados-so con pannelli disughero biondo.

Fig. 4 Percorso apparente delsole in inverno (latitudine 44° 51’).

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vo, su cui articolare gli ambienti della zona giorno. La superficie di captazionedei sistemi vetrati può essere inoltre estesa attraverso uno sviluppo in vere e proprie“serre” di captazione solare passiva (fig. 5).

L’esposizione a sud dell’edificio lo predispone anche all’installazione dei sistemi solari

attivi (collettori solari per la produzione di acqua calda e riscaldamento e pannelli foto-voltaici per la produzione di energia elettrica), non trattati in questa sede (figg. 6-7).

Figg. 6-7 Pannelli solari termici e pannelli solari fotovoltaici.

Fig. 5 Linz, Solar City, intervento di Renzo Piano.


Nel nostro emisfero e alle nostre latitudini le facciate orientate a nord non risultano

essere mai investite dalla radiazione solare diretta e sono più esposte ai venti

dominanti e alle intemperie. Per questo motivo è preferibile caratterizzare le

superfici verticali di un edificio esposte a nord con aperture di minore dimensio-

ne rispetto a quelle esposte a sud o proteggerle attraverso ambienti con funzione

di tampone termico.

Tali ambienti possono essere non solo spazi tecnici di servizio quali garage, depositi,ripostigli, ma anche logge, collegate agli ambienti principali e alle verande a sud, peroffrire la possibilità di vivere la zona a giorno in relazione alle stagioni, aprendosi d’inver-no al sole e al tepore a sud e d’estate all’ombra e al fresco a nord.

Lo sviluppo dell’edificio secondo l’asse E-O aumenta le superfici verticali idonee alla

captazione solare invernale e riduce le superfici verticali esposte ad est-ovest, che

d’estate, rispettivamente al mattino e al pomeriggio, sono soggette all’incidenza quasi

perpendicolare dei raggi solari e al conseguente surriscaldamento (fig. 8).

Fig. 8 Schema distributivo degli spazi abitativi in relazione all’esposizione solare.

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3. Surriscaldamento estivo e strategie progettuali

In relazione al comfort abitativo e al risparmio energetico, le caratteristiche climatichedi un luogo rendono prioritari alcuni problemi rispetto ad altri.

Luoghi prevalentemente freddi pongono la priorità del mantenimento del calore, dellariduzione delle dispersioni termiche in regime invernale e dei conseguenti dispen-

di riconducibili agli impianti di riscaldamento, attuabile attraverso l’isolamento

delle strutture, l’efficienza degli impianti, la valorizzazione progettuale dell’energia

solare passiva e il contributo dei sistemi solari attivi.

Luoghi prevalentemente caldi pongono la priorità della riduzione del surriscalda-

mento degli ambienti interni in regime estivo e dei conseguenti dispendi riconduci-

bili agli impianti di condizionamento.

Climi freddi in inverno e caldi d’estate richiedono attenzione progettuale per entram-bi i problemi. Nel nostro emisfero e alle nostre latitudini in estate l’edificio è investitoda una maggiore quantità di radiazione solare rispetto all’inverno. Tale radiazionerisulta essere concentrata, nelle ore centrali delle giornata, sulle superfici orizzon-

tali e/o inclinate di copertura e nella mattinata sulle superfici verticali esposte ad

est e nelle ore pomeridiane sulle superfici esposte ad ovest, con raggi quasi perpen-dicolari ad esse, in grado di penetrare profondamente all’interno, attraverso i sistemiverticali vetrati. I raggi incidenti sulle superfici verticali esposte a sud, vetrate onon, sono invece meno diretti.

Questo è dovuto al fatto che in estate il sole effettua un percorso apparente più lungo,sorge e tramonta con i massimi angoli azimutali e ha le massime altezze sull’orizzon-te (fig. 9).

Contro il surriscaldamento estivo dell’edificio dovuto all’eccesso di energia solare

diretta, è necessario utilizzare: strutture a grande inerzia termica o ventilate; scherma-

ture compositive e integrative idonee a ostacolare la penetrazione dei raggi solari e l’abba-

Fig. 9 Percorso apparente delsole in estate (latitudine 44° 51’).


gliamento estivo; strategie progettuali idonee a favorire la ventilazione naturale e ilmiglioramento del microclima locale.

È importante che si tenga conto di tutte le possibilistrategie a disposizione per scegliere contemporanea-mente quelle più adeguate alla risoluzione dei pro-blemi progettuali contestuali e più idonee ad attivarecontributi sinergici.

Le strutture ad elevata inerzia termica sono strut-ture caratterizzate da una massa consistente, in grado diaccumulare, attenuare, sfasare il calore esterno dovutoalla radiazione solare (vedi Scheda Verde 3, Verifica

del comportamento di una struttura in regime esti-

vo). In climi mediterranei, come il nostro, soluzionicostruttive massive in muratura, a grande inerzia termi-ca, associate a strati di isolamento termico contenuto,costituiscono ancora un’efficace risposta rispetto aisistemi costruttivi leggeri iperisolati.

In estate la massa trattiene accumulandolo il caloreesterno per un certo lasso di tempo prima di rilasciarloe nel rilasciarlo lentamente va a sfasare e attenuare ipicchi di calore, diminuendo così la domanda di raffre-scamento. In inverno la massa accumula il calore pro-dotto dal riscaldamento interno ed è in grado di resti-tuirlo nelle ore tardo-notturne a riscaldamento spento.

Le strutture ventilate sono strutture perimetrali asso-ciate a un isolante esterno che ostacola la dispersione delcalore prodotto internamente e ad un’intercapedined’aria in movimento, che le separa dal contatto direttocon l’irraggiamento solare, impedendo la trasmissione delcalore per conduzione. Il rivestimento esterno che siinterfaccia con il clima, opportunamente fissato alla strut-tura, può essere realizzato con diversi tipi di materialiche, in relazione al luogo e al contesto, possono spaziaredai materiali lapidei ai laterizi, al legno, fino ai manti erbo-si (figg. 10-13).

Fig. 10 Sezione verticale espulsionearia calda (brevetto Tecology).

Fig. 13 Dettaglio pian-ta in corrispondenzaapertura.

Fig. 11 Sezione verticale in corrispon-denza apertura (brevetto Tecology).

Fig. 12 Sezione verticale accesso ariapiù fredda (brevetto Tecology).

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Le schermature sono soluzioni progettuali che hanno l’obiettivo sia di ostacolare lapenetrazione, attraverso le aperture, dei raggi solari all’interno dell’edificio, per evitareil surriscaldamento e l’abbagliamento diretto, sia di ostacolare l’investimento diretto deiraggi solari sulle strutture opache, sia di creare spazi abitati esterni all’edificio, d’ombrae di mitigazione climatica, ad esso integrati.

In particolare, per i motivi precedentemente esposti, le superfici verticali esposte ad este ovest necessitano di schermature verticali, le superfici verticali esposte a sud e quel-le orizzontali necessitano di schermature orizzontali, il cui dimensionamento, tuttavia,non deve essere di ostacolo alla penetrazione dei raggi solari nella stagione fredda (nondeve cioè penalizzare la captazione solare invernale).

Le schermature possono essere:• di tipo compositivo-formale, come la previsione di porticati, logge, balconi, pen-

siline, sporti di copertura (figg. 14-17);

Fig. 14 Sicilia, Agrigento, tempio, con spazi d’om-bra e di mitigazione climatica integrati.

Fig. 15 Toscana, Pienza, Palazzo del Rossellino, conlogge integrate nella facciata sud.

Fig. 16 Grecia, schermature orizzontali costituite dabalconi e sovrastanti tettoie.

Fig. 17 Bolzano, Lana, sporto della copertura ideato inmodo da far entrare i raggi invernali e da allontanarel’incidenza degli alti raggi solari estivi sulle vetrate, conausilio di pergolati a foglie caduche.


• di tipo tecnologico, come l’installazione di frangisole, veneziane, persiane, ten-

daggi (figg. 18-22);

Fig. 18 Schermatura orizzontale con frangisole metallico per-pendicolare alla facciata.

Figg. 19-20 Schermature verticali, parallele alla facciata, con elementi frangisole ad andamento orizzonta-le e verticale.

Figg. 21-22 Utilizzo di tendaggi esterni per schermature verticali ed inclinate.

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• di tipo naturale quale l’uso del verde integrato e non alle strutture architetto-niche, come pergolati, tetti a giardino, pareti verdi o la semplice previsione di

alberature nelle vicinanze (fig. 23-26).

Fig. 24 Persiane e per-golato a schermaturaverticale e orizzontaledelle aperture.

Fig. 23 Tetto giardino,con schermatura oriz-zontale costituita dallefronde degli alberi(Casa Hundertwasser,Vienna).


Ai fini del raffrescamento estivo passivo(non meccanico) è da tenere presenteanche la valorizzazione progettuale dellaventilazione naturale.

La ventilazione naturale è favorita attra-verso la disposizione di aperture

uguali e contrapposte secondo i flus-

si di brezza (fig. 27), sui lati sopraven-to e sottovento. Cucine e bagni è prefe-ribile che abbiano aperture “in uscita”,piuttosto che in entrata, per evitare chegli ambienti della zona giorno o di ripo-so siano investiti da odori non graditi.Se in un’unità abitativa sono invece pre-senti solo aperture sullo stesso lato ilflusso d’aria non è garantito efficace-mente.

La ventilazione naturale può essereanche valorizzata attraverso soluzioni

capaci di innescare e guidare moti

d’aria, al fine di attirare l’aria più

fresca e/o espellere il calore accumu-

lato. La prima, di densità più elevatatende a scendere verso il basso, l’ariacalda tende a salire. Aperture poste in

Fig. 25 Parete vegetale (Marché desHalles, Avignone).

Fig. 26 Utilizzo di verde non integrato: alberature ad alto fusto(edificio residenziale, Montpellier, Parigi, progettista EdouardFrançois).

Fig. 27 Aperture uguali e contrapposte favorisconoil flusso di ventilazione naturale. Unità abitative conaperture di sola entrata d’aria non riescono ad usu-fruire efficacemente dei flussi d’aria.

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alto, all'estremità di un vano verticale, che può essere anche un vano scala, per effet-to camino, ne favoriscono la fuoriuscita (fig. 28).

Esempi emblematici di raffresca-mento passivo estivo sono le torridel vento iraniane, che hanno laduplice funzione di generaremovimenti d’aria di captazione odi estrazione (fig. 29).

Vi sono infine accorgimenti pro-gettuali che possono contribuireal miglioramento del microcli-

ma locale: la previsione di spaziesterni sistemati a verde, piutto-sto che pavimentatati con mate-riali massivi; la previsione di spec-chi o di giochi d’acqua in movi-mento, con il loro effetto di raf-frescamento evaporativo, di cuigli esempi più emblematici sonoofferti dall’architettura di tradi-zione islamica (figg. 30-33), maanche italiana (fig. 34).

Fig. 30 Iran, Kashan, edificio a corte con presenza di spec-chi d’acqua.

Fig. 28 Effetto camino. Fig. 29 Torre del vento iraniana.


Fig. 31-33 Spagna, Granada, Alhambra.

Fig. 34 Italia, Stra, Villa Pisani.

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