L’University College London (UCL) ha recentemente studiato l’efficacia di vari metodi per ridurre le temperature in città. È emerso che dipingere i tetti degli edifici con rivestimenti bianchi o riflettenti è l’intervento più efficace per ridurre le temperature nel centro urbano.
Poi ci sono i condizionatori d’aria. Oltre a consumare notevoli quantità di energia, contribuiscono ad aumentare la temperatura esterna del centro città. È un circolo vizioso: più condizionatori vengono utilizzati, più alta è la temperatura ambiente, costringendo gli stessi condizionatori a lavorare di più per mantenere la temperatura interna.
Considerando che il 2023 ha avuto il dubbio primato di essere l’anno più caldo mai registrato, questo è il momento giusto per riflettere sulle caratteristiche architettoniche che riducono il calore senza consumare energia.
Progettazione architettonica tradizionale per il raffreddamento passivo Ventilazione
Da migliaia di anni l’uomo utilizza la progettazione architettonica per raffreddare le proprie abitazioni. Ecco alcuni esempi provenienti da tutto il mondo.
- Un windcatcher (noto come bãdgir o malqaf rispettivamente in Iran e in Egitto) è una descrizione appropriata per le torri con lamelle verticali che si trovano in molti paesi del Medio Oriente. I venti dominanti soffiano attraverso le lamelle, aspirando l’aria calda interna e raffreddando gli ambienti interni.
- I romani erano grandi estimatori dei seminterrati, e la Basilica di San Clemente a Roma è un ottimo esempio di quanto possa essere fresco un seminterrato, anche durante le ondate di calore.
- Gli egizi erano esperti nelle tecniche di evaporazione passiva per raffreddare i loro edifici. Scoprirono che appendendo uno schermo di canne bagnate alle finestre si raffreddava l’aria che entrava nella stanza.
- I cortili erano un’altra caratteristica architettonica antica molto diffusa in diverse regioni del mondo che utilizzava l’ombra e il verde per creare uno spazio fresco.
- Piccole finestre incassate e pareti spesse garantivano un interno più fresco. Tuttavia, queste misure non sarebbero adatte all’architettura moderna, quindi esaminiamo altre strategie di raffreddamento passivo per rendere la nostra vita più confortevole senza consumare energia.
Strategie di raffreddamento passivo per le nuove costruzioni
Poiché gli edifici cercano di adottare un design sempre più efficiente dal punto di vista energetico, esistono alcune caratteristiche architettoniche di raffreddamento passivo che svolgono un ruolo importante nel fornire calore in inverno e ridurre il calore in estate senza ricorrere ad apparecchiature che consumano energia come i condizionatori d’aria. Tra le strategie di raffreddamento passivo disponibili, l’orientamento dell’edificio è una delle più efficienti.
Orientamento
Il movimento apparente del sole dal solstizio d’inverno a quello d’estate gioca un ruolo significativo nel riscaldamento di un edificio.
In inverno, gli edifici dell’emisfero settentrionale raccolgono il calore dalle aperture esposte a sud, che lasciano entrare la luce solare. Tuttavia, nei caldi mesi estivi, lo stesso edificio dovrebbe proteggere il suo interno riducendo la quantità di luce solare che vi entra.
Per farlo in modo efficace, le case rettangolari con una linea di colmo est-ovest saranno più efficienti perché massimizzano l’esposizione a sud. Sebbene i moderni diagrammi generati al computer forniscano parametri di progettazione accurati, questo concetto ha le sue origini nelle antiche pratiche di costruzione, come quelle della dinastia Ming in Cina e delle rovine Pueblo del Colorado.
L’utilizzo delle stanze è un elemento importante per migliorare il ruolo positivo che l’orientamento può svolgere nel mantenere temperature confortevoli nella vostra casa. Le stanze utilizzate frequentemente, come la cucina e le zone giorno, dovrebbero trovarsi sul lato sud della casa in modo da poter essere riscaldate dal sole invernale. Al contrario, i garage, i ripostigli e le altre stanze utilizzate raramente dovrebbero essere situati sul lato nord per proteggere la casa dal freddo vento invernale.
Isolamento
In estate, vogliamo mantenere freschi gli interni e la minaccia più grande al nostro comfort è il tetto, responsabile di circa il 30% del calore che invade i nostri spazi interni. Sebbene l’installazione di un isolamento efficiente del soffitto renda l’ambiente interno molto più sopportabile, l’applicazione di un rivestimento riflettente sul tetto è una soluzione più diretta, discussa nella sezione “Tetti freschi” di seguito.
In ogni caso, è sempre una buona idea isolare per soddisfare i requisiti delle norme edilizie della propria regione. Isolare le pareti contribuirà a ridurre la temperatura della casa in estate, tuttavia, se si deve scegliere un solo punto da isolare, è più importante farlo sul tetto o nella soffitta, poiché il tetto riceve più luce solare rispetto alle pareti.
Ventilazione passiva
L’architettura di raffreddamento passivo si basa in gran parte su progetti antichi. Il concetto fondamentale è quello di sfruttare la proprietà naturale dell’aria calda di salire. Di conseguenza, gli edifici che consentono all’aria di entrare a un livello inferiore e di circolare prima di uscire attraverso un’apertura più alta beneficeranno dell’effetto di raffreddamento che ha confortato l’uomo fin dall’antichità.
La direzione e la temperatura dei venti dominanti sono fattori aggiuntivi da considerare quando si stabilisce il corretto orientamento dell’edificio. Gli antichi egizi utilizzavano la loro conoscenza dei venti dominanti per orientare le aperture degli edifici in modo da attirare i venti freddi del nord all’interno delle loro costruzioni.
Sebbene informazioni specifiche sui venti e sulle loro temperature medie siano disponibili presso i dipartimenti meteorologici governativi, la norma è che i venti freddi soffiano da nord e da ovest. Al contrario, i venti più caldi hanno origine a sud per le località dell’emisfero settentrionale.
Tecniche di raffreddamento passivo per edifici esistenti
Se avete mai visto i turisti correre sulla sabbia della spiaggia riscaldata dal sole estivo, capirete il concetto di assorbimento del calore. Aggiungete a questo le superfici urbane convenzionali costituite da marciapiedi in asfalto e cemento e il concetto di “isola di calore urbana” diventa subito chiaro.
Tetti freddi
Allontanarsi dalla città non annulla l’effetto dell’assorbimento del calore. Le strade asfaltate e i vialetti pavimentati dei sobborghi contribuiscono notevolmente ad aumentare la temperatura, così come i tetti scuri. Rendere il tetto bianco o riflettente ridurrà la temperatura ambiente e vi farà risparmiare sui costi energetici.
In un recente studio dell’UCL, l’applicazione di un rivestimento bianco o riflettente sui tetti esistenti si è dimostrata più efficiente dei tetti verdi o della vegetazione a livello del suolo nel raffreddamento degli edifici nel centro di Londra. Nello studio, l’applicazione di coperture riflettenti o bianche avrebbe comportato una riduzione della temperatura ambiente di 1,5 °C, mentre i tetti verdi avrebbero comportato solo una riduzione di 0,5 °C. L’inefficienza dei tetti verdi è stata ulteriormente aggravata dalle proprietà isolanti del tetto che intrappolano il calore negli edifici durante la notte.
Secondo The Green Business Lab, il rivestimento protettivo sviluppato dalla Purdue University riduce la temperatura dei tetti di otto gradi. Il team di ricerca ha calcolato che il potere di raffreddamento del rivestimento è pari a circa dieci kilowatt, un valore simile a quello dei condizionatori d’aria convenzionali.
Finestre
È difficile cambiare la posizione delle finestre in un edificio esistente, ma ciò non significa che non sia possibile renderle più efficienti nel mantenere la temperatura fresca.
La luce del sole che entra dalle finestre al mattino presto può sembrare un invito a tenere aperte le tende, ma il risultato inevitabile è che la stanza diventerà rapidamente troppo calda.
Tende e tapparelle sono scelte ovvie per ridurre il calore del sole che riscalda la stanza, ma se non volete rinunciare alla vista, allora applicare una pellicola per finestre che riflette la luce solare ma rimane trasparente potrebbe essere proprio ciò che fa al caso vostro. Il mio ufficio è esposto al sole del mattino in estate e dovevo chiudere le tende durante la mattinata per mantenere la temperatura bassa fino a quando non ho installato una pellicola per finestre. Ora le tende rimangono aperte perché la pellicola riflette egregiamente la luce solare e posso ancora guardare le onde che si infrangono dolcemente.
Mentre la ventilazione incrociata è efficace nel ridurre le temperature interne, la ventilazione a camino è efficace nel creare un percorso per l’uscita dell’aria più calda dall’edificio attraverso finestre posizionate più in alto nell’edificio o, talvolta, nel tetto.
Raffreddamento passivo utilizzando il giardino
Apportare alcune modifiche al giardino può rendere più confortevole la temperatura interna della casa. Gli alberi, in particolare quelli decidui, sono ottime tende stagionali con una copertura completa di foglie in estate, quando è necessario ridurre la luce solare che entra dalle finestre.
È importante mantenere gli alberi a una discreta distanza dalla casa per due motivi. In primo luogo, gli alberi riducono efficacemente il vento, che potrebbe essere utile far circolare all’interno della casa. In secondo luogo, gli alberi crescono di anno in anno, quindi è importante avere un’idea chiara di come sarà un albero completamente maturo prima di decidere la sua posizione.
In inverno, quando si desidera un po’ di sole per riscaldare l’interno, gli alberi decidui perdono le foglie. Tuttavia, è necessario considerare la larghezza del tronco e dei rami. Se sono troppo larghi, l’ombra che creerebbero influirebbe sulla quantità di luce solare che entra in casa.
Gli arbusti sono un’altra freccia al vostro arco. Essendo più bassi, sono ottimi per bloccare il sole al mattino presto e nel tardo pomeriggio.
Valuta la possibilità di aggiungere una struttura a traliccio per fornire una copertura naturale che garantirà un ulteriore raffreddamento in estate e, se utilizzi piante rampicanti che perdono le foglie in inverno, avrai il meglio di entrambi i mondi.
Gli edifici che utilizzano tecniche di raffreddamento passivo fanno molto di più che fornire un ambiente sano e confortevole. Applicando tecniche antiche, potresti riuscire a ridurre i costi energetici e dare un contributo positivo al benessere generale del pianeta.
