La progettazione sostenibile in climi estremi: edifici adattati al freddo e al caldo intenso

Il cambiamento climatico ha portato grossi problemi in molte regioni del mondo. In particolare, le zone caratterizzate da temperature estreme, sia invernali che estive, richiedono un approccio innovativo alla progettazione sostenibile degli edifici per garantire comfort ed efficienza energetica. Ci si chiede quindi come gli edifici possono essere progettati in modo sostenibile per affrontare le sfide climatiche in regioni estremamente fredde o calde.

Affrontare il caldo estremo: tecniche e materiali innovativi

Negli ultimi anni sono stati fatti grandi passi avanti per il risparmio energetico delle abitazioni, specialmente nel periodo invernale, ma nelle zone caratterizzate da climi caldi i consumi energetici sono da imputare maggiormente al raffrescamento estivo.

Una delle soluzioni più efficaci che gli architetti hanno trovato negli anni è l’uso di tetti verdi o tetti freschi (di cui avevamo già parlato in questo articolo). Questi sistemi coinvolgono la copertura del tetto con vegetazione o materiali riflettenti che riducono l’assorbimento di calore. In questo modo, gli edifici mantengono temperature più basse, riducendo la necessità di sistemi di raffreddamento intensivi.

Altro stratagemma nella progettazione sostenibile per climi caldi sono le facciate ventilate. Queste sono progettate per consentire la circolazione dell’aria tra la struttura dell’edificio e la facciata stessa, riducendo così il surriscaldamento e migliorando l’efficienza energetica. Materiali come l’alluminio, noti per le loro proprietà di riflessione solare, sono spesso impiegati nelle facciate ventilate.

L’uso di materiali a bassa conduttività termica è fondamentale per mantenere gli edifici freschi in climi caldi. Materiali come il polistirolo espanso e la lana minerale sono noti per le loro proprietà isolanti, riducendo al minimo il passaggio del calore attraverso le pareti dell’edificio.

Il caso della Svizzera: come raffreddare i locali col suolo e i laghi

La Svizzera è uno dei Paesi in cui ci sarà l’aumento relativo più marcato (+30%) dei giorni con temperature troppo calde, secondo uno studio dell’Università di Oxford.

A causa di canicole sempre più intense e prolungate, un numero crescente di abitazioni in Svizzera si sta dotando di sistemi di raffreddamento quali climatizzatori e condizionatori. Ma adattarsi a un maggior numero di giornate afose con sistemi di raffreddamento ad alto consumo energetico non può però essere una soluzione.

Per risolvere questo problema, si è pensato ad un sistema di raffreddamento che mira ad utilizzare il suolo; le sonde geotermiche e le termopompe che sfruttano il calore del sottosuolo in inverno possono anche portare il fresco del terreno all’interno degli edifici in estate.

Urs-Peter Menti, docente, co-direttore dell’Istituto di tecnologia edilizia e di energia della Scuola universitaria di Lucerna e ideatore di questa soluzione, afferma che: “questo sistema non consente una climatizzazione completa, ma permette pur sempre di ridurre la temperatura interna di qualche grado, con un effetto notevole sul comfort di chi occupa i locali”

Altre soluzioni prevedono l’utilizzo dell’acqua di laghi o fiumi. Attraverso una rete di tubature sotterranee, l’acqua può raffreddare gli edifici nei mesi più caldi e, inversamente, riscaldare in inverno. In Svizzera esistono diversi progetti di questo tipo e il più avanzato è quello di Ginevra, dove l’acqua del lago Lemano raffredda decine di immobili, tra cui alcuni edifici nel quartiere delle Nazioni Unite.

Climi estremamente freddi: la struttura delle case

Per quanto riguarda le regioni caratterizzate da inverni rigidi, anche in questo caso c’è da fare una progettazione attenta per garantire che gli edifici siano efficienti dal punto di vista energetico e in grado di mantenere un ambiente interno confortevole.

In ambienti caratterizzati da basse temperature, è fondamentale concepire e costruire edifici che sappiano affrontare le sfide dei climi freddi. Queste strutture devono garantire un comfort ottimale indipendentemente dalle condizioni atmosferiche esterne e in sintonia con le attività svolte al loro interno. L’attenzione, ad esempio, deve riguardare fenomeni quali venti molto intensi, nevicate abbondanti, presenza di ghiaccio, precipitazioni abbondanti.

L’importanza dei tetti

Comunemente, gli edifici costruiti in zone montane presentano tetti a falde molto inclinate, questo per gestire efficacemente il peso della neve accumulata sulla struttura. L’inclinazione accentuata agevola lo smaltimento della neve, riducendo notevolmente il carico sulla copertura.

Nonostante questa pratica diffusa, esistono esempi di edifici in climi freddi dotati di tetti piani; più complesso da gestire, visto il rischio di accumulo di neve e il rischio di infiltrazioni d’acqua, specialmente a causa della prolungata permanenza della neve sulla struttura. In questi casi, è di fondamentale importanza la scelta oculata del materiale di copertura e la realizzazione accurata del pacchetto stratigrafico del tetto. Un’opzione consigliata è l’implementazione di uno strato di ventilazione, che contribuisce a mantenere il tetto asciutto, e la disposizione di sistemi antineve conformi alle normative di sicurezza.

Le innovazioni più significative per riscaldare case in climi freddi

L’isolamento termico è importante anche in climi più temperati, ma in zone molto fredde diventa essenziale per assicurare il comfort e l’efficienza energetica. Materiali come la schiuma spray isolante ad alta densità e i pannelli isolanti termici consentono di ridurre al minimo le perdite di calore e garantire un migliore controllo della temperatura interna.

Inoltre, gioca un ruolo cruciale nella progettazione sostenibile in climi freddi anche l’orientamento dell’edificio.

Posizionare finestre nelle aree esposte al sole può massimizzare l’apporto di calore naturale, riducendo così la dipendenza dai sistemi di riscaldamento. Le tecnologie innovative, come i vetri a bassa emissività, consentono alle finestre di trattenere il calore senza compromettere la trasmissione della luce solare.

Quali materiali scegliere per una casa fredda

La scelta dei materiali è fondamentale nella progettazione sostenibile in climi freddi. Materiali ad alta capacità termica, come il calcestruzzo, possono immagazzinare il calore durante il giorno e rilasciarlo gradualmente di notte, contribuendo a mantenere una temperatura interna più stabile. La legna, proveniente da fonti sostenibili, è anche un materiale popolare per la costruzione in zone fredde, poiché è una fonte di riscaldamento rinnovabile.

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