Questa guida è destinata a chiunque sia interessato al mondo della progettazione edilizia sostenibile. È intesa come un brevissimo manuale su alcune questioni ambientali e possibili soluzioni che potresti prendere in considerazione nelle fasi di progettazione e pianificazione di un progetto che vorresti rendere più verde, che si tratti di una nuova costruzione o di una ristrutturazione.
La guida è divisa in due parti. La prima tratterà alcune definizioni e obiettivi della progettazione sostenibile. La seconda parte approfondirà alcuni approcci, filosofie e pratiche attualmente utilizzati per raggiungere tali obiettivi.
Sebbene ci concentreremo sugli edifici residenziali, le informazioni che presentiamo possono essere applicate anche agli edifici commerciali, industriali e pubblici. Offriamo ulteriori risorse di lettura in modo da poter esplorare ogni argomento in modo più approfondito.
I. Obiettivi della progettazione edilizia sostenibile
Nelle fasi di pianificazione di un progetto di edilizia sostenibile, è bene pensare agli obiettivi. Cominciamo considerando cosa intendiamo per “edilizia sostenibile”, in modo da sapere cosa stiamo cercando di ottenere.
Che cos’è la progettazione di edifici sostenibili?
Come molti termini nel campo della sostenibilità, ciò che la gente intende per progettazione edilizia sostenibile è flessibile e mutevole. L’architetto e studiosa Elizabeth Donovan scrive in “Explaining Sustainable Architecture” che anche negli scritti accademici e professionali sull’architettura sostenibile, c’è la tendenza a “riconoscere che non può essere definita e che non esiste una definizione concordata”.
Questa ambiguità è presente anche nelle discussioni più ampie sulla progettazione di edifici sostenibili, sebbene le definizioni tendano a condividere alcune caratteristiche. La maggior parte delle definizioni specifica che i progetti sostenibili cercano di ridurre l’impatto negativo di un edificio sull’ambiente e di abbassare il consumo di energia e risorse dell’edificio nel corso della sua vita.
Molte definizioni specificano la frammentazione dell’habitat, le emissioni e i rifiuti di costruzione come solo alcuni degli impatti negativi che gli edifici tendono a creare e che gli edifici sostenibili cercano di mitigare. È anche comune che il termine includa nella sua definizione il miglioramento della salute degli occupanti, la vivacità della comunità e la sostenibilità economica.
Il modo in cui un edificio raggiunge tali riduzioni e miglioramenti è dove la progettazione diventa davvero interessante, poiché non ci sono limiti in termini di approcci innovativi per risolvere questi problemi.
Obiettivi della progettazione edilizia sostenibile
La Whole Building Design Guide (WBDG) dell’Istituto Nazionale di Scienze Edilizie degli Stati Uniti offre 6 obiettivi per la progettazione sostenibile. Essi sono:
- Ottimizzare il potenziale del sito
- Ottimizzare l’uso dell’energia
- Proteggere e conservare l’acqua
- Ottimizzare lo spazio dell’edificio e l’uso dei materiali
- Migliorare la qualità ambientale interna (IEQ)
- Ottimizzare le pratiche operative e di manutenzione
Abbiamo trattato alcuni di questi aspetti nelle nostre altre guide, quindi non li ripeteremo qui. Se desideri saperne di più, puoi leggere le nostre guide su Efficienza idrica, Efficienza energetica ed energie rinnovabili, Materiali sostenibili e Qualità ambientale interna.
Dedichiamo quindi la nostra attenzione al potenziale del sito e alle pratiche operative e di manutenzione.
Ottimizzare il potenziale del sito
Poiché gli edifici hanno un impatto sugli ecosistemi locali, è essenziale considerare cosa viene influenzato e in che modo. Come afferma il WBDG, gli edifici “cambiano radicalmente la funzione del terreno”, il che significa non solo che, ad esempio, abbiamo trasformato un campo in una proprietà residenziale, ma che la capacità del terreno di funzionare come era stato progettato all’interno del suo ecosistema più ampio è stata radicalmente compromessa.
Per mitigare tale disturbo, dobbiamo prestare molta attenzione alla scelta e alla progettazione del sito.
Selezione del sito
In Sustainable Architectural Design: An Overview, il professore di architettura Kuppaswamy Iyengar afferma che per ridurre i danni ambientali, la selezione sostenibile del sito dovrebbe:
“Ridurre al minimo l’espansione urbana; essere reattiva e rispettosa del territorio, dell’ambiente, dell’habitat e degli spazi verdi; e incoraggiare lo sviluppo urbano ad alta densità rispetto a quello a bassa densità per preservare preziosi spazi verdi e beni ambientali fondamentali”.
La scelta del sito avrà un impatto non solo sugli ecosistemi locali, ma anche sull’impronta di carbonio dell’edificio e sul consumo energetico continuo associato all’edificio. Tutto dipende dal sito, dalla distanza che i materiali da costruzione devono percorrere fino alla lunghezza del tragitto degli occupanti.
L’ottimizzazione della scelta del sito potrebbe includere la scelta di un sito vicino ai trasporti pubblici e ai servizi o di un sito su un terreno precedentemente disturbato o sviluppato o anche di un ammodernamento piuttosto che di una nuova costruzione.
Gli edifici esistenti, in virtù del fatto che sono già stati costruiti, contribuiscono a ridurre le emissioni, utilizzano meno materiali, generano meno rifiuti e frammentano meno l’habitat rispetto alle nuove costruzioni. Nel complesso, più infrastrutture esistenti possono essere utilizzate per un progetto, meno danni causerà.
Progettazione del sito
Iyengar offre alcune strategie per rendere sostenibile un cantiere (sono citate qui per intero):
- Prevenire qualsiasi tipo di danno ambientale (non abbattere alberi secolari).
- Fare ogni sforzo per riportare un sito degradato alla produttività ambientale e alla diversità biologica.
- Preservare i monumenti storici (una vecchia casa, per esempio), i mulini a vento, i ponti e i fienili.
- Comprendere le condizioni per ottenere il massimo beneficio solare.
- Comprendere come il vento può essere utilizzato per usi energetici passivi e per la ventilazione.
Invita i progettisti e gli sviluppatori a (ri)tornare alle idee del naturalista americano Aldo Leopold, il cui concetto di “etica della terra” ci ricorda che non esistono terreni liberi e che ogni essere che già vive in quel cantiere ha lo stesso diritto di esistere su di esso e merita la nostra attenzione.
Nel migliorare la progettazione del sito, Iyengar esorta i progettisti ad andare oltre la minimizzazione del disturbo del sito e a “rigenerare e preservare habitat, spazi verdi ed ecosistemi preziosi” per tutte le creature che sono state spostate.
Come suggerisce Iyengar, la progettazione del sito dovrebbe includere anche una considerazione del potenziale del sito per l’illuminazione, il riscaldamento e il raffreddamento passivi, nonché il suo potenziale per sistemi attivi di energia rinnovabile come il solare, il geotermico o l’eolico.
Le risorse idriche di un sito possono essere massimizzate pianificando la raccolta dell’acqua piovana. Il WBGD afferma che il sito dovrebbe essere progettato per ridurre e controllare il deflusso delle acque piovane e che dovrebbe essere paesaggistico per sostenere le specie autoctone. Iyengar suggerisce che si potrebbe prendere in considerazione la possibilità di terrazzare i pendii per raggiungere questi obiettivi.
Ottimizzare le pratiche operative e di manutenzione
Progettare per la sostenibilità implica considerare l’uso di energia e risorse fin dalle fasi di pianificazione.
Il WBDG suggerisce di includere gli operatori dell’edificio nella fase di progettazione del progetto per capire come l’edificio potrebbe essere progettato per funzionare in modo ottimale in condizioni reali.
Se ciò non è possibile per te, o se sarai il principale operatore dell’edificio, pensa al progetto dal punto di vista di un utente finale, non solo degli occupanti, ma anche degli addetti alla manutenzione e di qualsiasi addetto ai servizi che potrebbe essere impiegato nell’edificio.
Le prospettive degli utenti possono essere utili nella progettazione degli edifici, indicando aspetti logistici come dove gli occupanti potrebbero trarre maggior beneficio dalla luce naturale e quando, come verrà effettuata la manutenzione di base, dove dovrebbe essere posizionata l’impianto idraulico per ridurre al minimo lo spreco di acqua calda, quando e dove potrebbero essere aggiunti moduli aggiuntivi in una casa modulare e così via.
Progettare caratteristiche di efficienza energetica che siano intuitive e di facile utilizzo per l’operatore aumenta notevolmente le possibilità che le persone le utilizzino. Incorporare fin dall’inizio tecnologie di misurazione intelligenti per aiutare gli occupanti a monitorare il loro consumo energetico.
Ulteriori letture:
Se siete interessati a questo campo e avete circa 13 settimane di tempo, il MITx offre questo corso online gratuito sulla progettazione di edifici sostenibili, con particolare attenzione al riscaldamento e all’illuminazione.
II. Approcci alla progettazione di edifici sostenibili
Di seguito è riportata un’introduzione ad alcuni degli approcci più comuni alla progettazione di edifici sostenibili. Anche in questo caso, i termini sono un po’ vaghi, ma ci siamo concentrati sugli approcci progettuali piuttosto che sui metodi di costruzione. Esistono molti tipi di metodi di bioedilizia (ad esempio l’edilizia naturale) che potrebbero essere incorporati in alcuni o in tutti gli approcci progettuali riportati di seguito.
Progettazione biofila
L’International Living Future Institute spiega che il design biofilico “è la pratica di connettere le persone e la natura all’interno dei nostri ambienti costruiti e delle nostre comunità”. Si basa sulla filosofia secondo cui gli esseri umani sono attratti dalla natura e che la nostra salute e il nostro benessere dipendono dal mantenimento di tale connessione, anche nei nostri ambienti costruiti.
I progettisti biofili spesso lavorano per incorporare forme e materiali naturali nei loro edifici e, se ciò non è possibile, per imitare l’aspetto, la sensazione e i suoni della natura nell’edificio.
Ciò potrebbe comportare strategie diverse come giardini interni, illuminazione dinamica, giocare con il concetto di spazio in un edificio, texture naturali per le superfici e fondere spazi interni ed esterni.
In questa filosofia, l’enfasi è posta sulla creazione di una connessione con gli ambienti locali, quindi le strategie e le caratteristiche utilizzate dipenderanno dalle geografie locali di un determinato luogo.
Sebbene le strategie di progettazione qui si concentrino sulla promozione di connessioni con gli ambienti locali e quindi sull’aumento del benessere umano, c’è molto spazio per considerare le prestazioni degli edifici all’interno di questa filosofia. Allo stesso modo, i progettisti che si sforzano di raggiungere obiettivi ad alte prestazioni attraverso altri approcci progettuali potrebbero integrare i principi e le pratiche biofiliche nel loro lavoro.
Ulteriori letture:
Terrapin Bright Green offre questa esplorazione dell’importanza storica e neurologica della biofilia e del design biofilico.
L’International Living Future Institute ha creato questa guida per i team del progetto Living Building Challenge per aiutarli a creare ambienti biofili nei loro progetti.
Progettazione passiva
“L’edilizia passiva è un insieme di principi di progettazione per raggiungere un rigoroso livello di efficienza energetica, creando al contempo confortevoli spazi abitativi interni”, afferma il Passive House Institute. L’obiettivo principale è quello di sfruttare il più possibile le caratteristiche naturali del sito di costruzione per riscaldare, raffreddare, ventilare e illuminare la casa, e di fare il minor uso possibile di sistemi meccanici come quelli HVAC.
Per fare questo, i progettisti passivi lavorano per sfruttare al meglio l’orientamento del sito, l’elevazione e la topografia, nonché i microclimi e le risorse naturali come gli alberi da ombra.
Anche la scelta dei materiali da costruzione è fondamentale in questo approccio. I progettisti di case passive si concentrano molto sulle prestazioni termiche della casa per ridurre al minimo la perdita di aria condizionata. La massa termica, l’isolamento continuo e la costruzione a tenuta d’aria sono strumenti comuni utilizzati dai progettisti per moderare le temperature interne.
“Nella progettazione degli edifici”, afferma Kuppaswamy Iyengar, ‘le tecnologie passive devono prevalere su quelle attive, che richiedono l’uso di combustibile per il funzionamento’. Iyengar osserva che, poiché il consumo energetico in un edificio è “direttamente proporzionale” alle esigenze degli occupanti, limitare tale domanda “in modo economicamente valido e psicologicamente accettabile” è una componente importante di una progettazione passiva.
I progettisti in genere riducono al minimo il consumo energetico attraverso caratteristiche quali l’illuminazione naturale strategica, le apparecchiature ad alte prestazioni e le misure di monitoraggio energetico, solo per citarne alcune.
Ulteriori letture:
Il PHIUS offre anche una grande quantità di informazioni qui.
Progettazione di sistemi per l’intera casa
Questo è un modo olistico di affrontare la progettazione che riconosce che i componenti dell’edificio non funzionano individualmente, ma in modo interdipendente. Riconosce che, ad esempio, una caldaia di prima qualità non migliorerà molto l’efficienza energetica se la casa non è isolata e le finestre sono permeabili.
Un aspetto importante di questo approccio è il rendimento dell’edificio. I progettisti massimizzano l’efficienza e la salute degli occupanti considerando come tutti i componenti di un edificio lavorano insieme o l’uno contro l’altro per produrre effetti specifici come il flusso d’aria o l’umidità. Idealmente, ciò coinvolge professionisti di diversi settori, come architetti, elettricisti e specialisti HVAC, che si consultano insieme su un progetto nelle fasi di pianificazione.
Offriranno informazioni su come gli elementi dell’edificio si influenzeranno a vicenda, risolveranno i problemi e progetteranno soluzioni che aiuteranno le parti componenti a sostenersi a vicenda per tutta la vita dell’edificio.
Un’altra enfasi è sulla comprensione di come gli assemblaggi degli edifici influiscono sull’ambiente durante l’intero ciclo di vita, dall’estrazione dei materiali alla dismissione. L’attenzione alle analisi del ciclo di vita (LCA) aiuta i progettisti e i costruttori a scegliere i materiali che meglio consentiranno a un particolare progetto di raggiungere gli obiettivi di sostenibilità.
Ulteriori letture:
Per approfondire l’argomento, l’articolo di Maria Sexton su Rise è un ottimo inizio.
E per un approfondimento molto approfondito, il WDBG offre questa risorsa sulla scienza delle costruzioni.
Progettazione permaculturale
La progettazione permaculturale si ispira al termine agricolo permacultura, che l’ecologo Bill Mollison (che ha coniato il termine) definisce come “la progettazione e la manutenzione consapevoli di ecosistemi agricoli produttivi che hanno la diversità, la stabilità e la resilienza degli ecosistemi naturali”.
Il design della permacultura lavora con il mondo naturale per integrare gli edifici nel loro ambiente naturale. Considera gli edifici come un sistema all’interno di un sistema ecologico molto più ampio. Si tratta di un approccio lento ed ecologico che spesso prevede l’utilizzo di materiali da costruzione naturali, la promozione di diverse comunità umane (e non umane) e il lavoro verso un’economia circolare a rifiuti zero.
I progettisti utilizzano strategie di costruzione passive e ottimizzazione del sito. Pongono l’accento sulla cattura e lo stoccaggio di risorse come l’acqua e l’energia quando sono abbondanti, ma anche sull’adattamento delle aspettative e dei comportamenti degli occupanti nei momenti in cui non lo sono. La progettazione della permacultura consiste nel vivere in armonia con la natura invece che combatterla.
Il paesaggio è una componente importante della progettazione della permacultura applicata agli edifici. La creazione di paesaggi biodiversi, favorevoli agli impollinatori, a bassa manutenzione e produttivi è una priorità.
Ulteriori letture:
José Tomás Franco spiega qui come applicare i 12 principi della permacultura alla progettazione architettonica.
Il Permaculture Research Institute presenta questo ampio archivio di risorse sulla progettazione di edifici in permacultura.
Architettura a zero emissioni
Gli edifici a zero emissioni producono tanta energia quanta ne consumano nel corso di un anno. È un approccio progettuale incentrato sull’energia, sia per generarla che per ridurne il consumo.
Ci sono due capisaldi di questo approccio: misure di efficienza che riducono il carico energetico dell’edificio e sistemi di energia rinnovabile. I progettisti e gli architetti di edifici lavorano in genere con consulenti energetici per creare sistemi energetici che soddisfino le esigenze degli occupanti e funzionino bene nel lungo periodo.
Raggiungere lo zero netto è un’impresa complessa, tuttavia, e i progettisti di solito incorporano anche strategie di progettazione passiva e di progettazione di sistemi per l’intera casa per ridurre il riscaldamento, il raffreddamento e altre esigenze energetiche.
L’orientamento dell’edificio è una considerazione fondamentale, così come le dimensioni dell’edificio. Il raggiungimento dello zero netto comporta in genere un investimento in materiali ad alte prestazioni per l’involucro dell’edificio, nonché la selezione di infissi ed elettrodomestici a basso consumo energetico. Come ci si potrebbe aspettare, le case a zero netto comportano anche un monitoraggio energetico continuo.
Raggiungere lo zero netto è più flessibile di quanto possa sembrare, e i progettisti hanno molte opzioni per raggiungerlo. Un edificio potrebbe essere alimentato da energia rinnovabile esterna, ad esempio, se non può ragionevolmente incorporare il proprio sistema di energia rinnovabile.
Ulteriori letture:
Anna Fixsen di Architectural Digest spiega come progettare una casa a zero netto qui.
Presso l’American Institute of Architects, Chad Edwards e Terry Liette offrono consigli su come progettare edifici a consumo energetico netto zero con un budget limitato.
Conclusione
Come afferma Elizabeth Donovan, l’ambiguità del termine “edificio sostenibile” offre in realtà alcuni vantaggi, in quanto è abbastanza flessibile da accogliere molte visioni e una “pluralità di approcci” e soluzioni possibili ai problemi ambientali che gli edifici convenzionali pongono.
Progettisti, costruttori edili e proprietari di case possono perseguire obiettivi di sostenibilità senza rinunciare alle proprie priorità e preferenze. E questo significa che abbiamo una vasta gamma di opzioni per costruire case sostenibili per l’ambiente e per gli occupanti e per creare progetti che portino equilibrio, comfort, comunità e gioia.
