Coperture e facciate: soluzioni complesse per rispondere a requisiti prestazionali ed energetici

Agli inizi del ‘900, si compie una rivoluzione tecnologica riguardo all’aspetto dell’opera realizzata e nasce in architettura la distinzione tra elementi diversi della costruzione – parti strutturali, involucro, finiture.
In passato, nelle costruzioni “a muratura portante”, la facciata si poneva principalmente come elemento di chiusura, la cui progettazione era basata su una logica di tipo conservativo e difensivo nell’intento di garantire il riparo dall’acqua, dalle intemperie e dalla variabilità delle condizioni climatiche. Con l’affermarsi dei principi architettonici del Movimento Moderno, il progetto porta alla scomposizione del volume in più elementi, concentrandosi sulla definizione, in verticale e in orizzontale, di un telaio, capace di sostenere ogni altro elemento di chiusura e di finitura della costruzione. Nei Lake Shore Drive Buildings Apartments di Chicago (1948-‘51), Mies van der Rohe inventa il cosiddetto curtain wall, un sistema di facciata realizzato in lastre di vetro sostenute da telai d’acciaio. Una novità epocale che rivoluziona il rapporto tra interno ed esterno degli edifici – che, prima di allora, si realizzava con la tradizionale muratura con finestre – e permette a tutti gli appartamenti l’affaccio sul lago Michigan.

Nel processo di ricerca e sperimentazione tecnologica-architettonica contemporanea, facciate e coperture degli edifici hanno assunto un ruolo che va oltre quello di semplici chiusure, ponendosi come una sorta di filtro complesso e multifunzionale tra ambiente interno ed esterno. Elementi-barriera in grado di ottimizzare le interazioni tra ambiente interno e esterno, in funzione del mutare delle condizioni climatico-ambientali della giornata, nel corso della vita dell’organismo edilizio, e di rispondere sempre più spesso in senso intelligente ai mutamenti sociologici e culturali del modo di vivere i rapporti tra fruitori dell’architettura racchiusa nell’involucro e ambiente esterno.

L’esigenza di rispondere ai tanti compiti prestazionali, ha portato a soluzioni sempre più complesse per le moderne facciate, mentre per le coperture si può dire che oggi, sempre più spesso, siano parte integrante dell’inviluppo dei fronti di un edificio e che attraverso il disegno e la modellazione delle moderne forme della copertura si viene generando anche una nuova complessità dell’edificio. Basti pensare a come sia cambiato lo skyline di molte delle nostre città.
Lo spazio ottenuto accostando le pareti esterne deve corrispondere ai requisiti e alle funzioni dettati dall’utilizzo e dal comfort. Il risultato tecnico nasce dalla combinazione tra materiali, tecniche di costruzione, assemblaggio e processo di produzione, ma anche dai requisiti connessi alle proprietà dei materiali e a fattori fisici esterni e interni.

Il progettista è chiamato oggi non solo a realizzare organismi edilizi energeticamente efficienti e rispettosi del benessere di chi vive e occupa lo spazio confinato, ma anche a soddisfare nuove esigenze connesse alla sostenibilità ed alla compatibilità ambientale. Se infatti con il termine “sostenibilità” si definiscono esigenze di contenimento dei consumi energetici, di protezione o riduzione dagli effetti dell’inquinamento acustico e delle emissioni nocive, la moderna tecnologia deve essere fortemente legata non solo agli aspetti strutturali ma anche all’evoluzione dei requisiti di efficienza e qualità architettonica del sistema involucro.

Quindi, nella moderna progettazione delle facciate, si richiede di coniugare bellezza estetica, stabilità, sicurezza, resistenza al fuoco e agli eventi sismici ed efficienza energetica nel rispetto delle normative tecniche in campo prestazionale ed energetico.
L’involucro edilizio, elemento primario nella creazione architettonica, è determinante per la definizione della forma, dello stile, della scelta dei materiali di finitura, della resa prestazionale del complesso edilizio. Nel progetto dell’edificio deve essere considerato in relazione al contesto naturale e urbano e alle variabili ambientali (sole, vento, pioggia), focalizzando l’attenzione su caratteristiche termiche, compattezza formale, aperture, massa termica, isolamento, materiali costitutivi, disposizione in verticale e in orizzontale degli spazi interni. L'involucro, in quanto interfaccia tra l'ambiente interno e l’esterno, definisce e rende evidente il valore formale dell’edificio, ne determina prestazioni acustiche, di isolamento termico, manutenibilità.

Dal punto di vista prestazionale, due sono le tendenze cui si riferisce per l’involucro: la facciata opaca, passiva, finalizzata ad un basso consumo energetico; la facciata attiva, generalmente vetrata e o ventilata, che viene considerata una sorta di appendice produttiva di energia, ad integrazione dell’impianto di climatizzazione.
Riprendendo la definizione di Peter Reyner Banham, critico d'arte e teorico dell'architettura britannico, si possono descrivere le prestazioni energetiche dell’involucro architettonico secondo quattro modelli di controllo ambientale: conservativo, caratterizzato da grandi masse murarie con poche aperture, per ridurre le dispersioni termiche, nelle varie stagioni dell’anno; selettivo, che si caratterizza per un controllo ambientale basato su principi generali analoghi all’involucro conservativo ma con l’innovazione di utilizzare grandi pareti trasparenti per l’illuminazione e il riscaldamento passivo (parete trasparente semplice o doppia con dispositivi per il controllo solare); rigenerativo, che affida a sistemi impiantistici tutti i problemi del controllo ambientale e assume l’involucro esclusivamente come barriera per diminuire l’interazione tra l’interno e l’esterno. (parete trasparente con vetrata normale o selettiva); ecoefficiente interattivo o ambientalmente interattivo o bioclimatico avanzato, che propone un controllo basato sull’armonia tra ambiente esterno ed edificio con la possibilità di gestire i complessi flussi di energia attraverso le modifiche dell’intorno, la forma dell’edificio, l’organizzazione degli spazi interni e le configurazioni e azioni dell’involucro.

Di fronte ad uno scenario di proposte tecnologiche estremamente vasto, nel dossier vengono analizzate le diverse soluzioni progettuali in funzione delle tecnologie costruttive più innovative, senza trascurare il ruolo della normativa tecnica quale guida per la progettazione e la posa in opera. Il quadro normativo è cambiato negli anni, ponendo particolare attenzione non solo agli aspetti del contenimento del consumo energetico degli edifici, ma anche a quelli della sicurezza, del benessere acustico e della sostenibilità. Alla luce della necessità di ridurre i carichi energetici dell’edificio è stato inoltre indispensabile individuare buone pratiche del costruire finalizzate all’implementazione delle caratteristiche tecnologiche dell’involucro edilizio, ridefinito come componente dinamica dal punto di vista energetico capace di regolare “positivamente” i flussi di energia entranti ed uscenti dall’ambiente edilizio.
Il tetto, con le sue caratteristiche di esposizione, costituisce un luogo privilegiato per l’utilizzo e lo sfruttamento razionale dell’energia solare. Occorre tuttavia non dimenticare come il sistema di copertura sia interessato anche dai fenomeni connessi dalla raccolta e allontanamento delle acque meteoriche e dai problemi di accumulo della neve, così come da processi di invecchiamento delle superfici a causa della maggiore esposizione al soleggiamento.

Le problematiche fin qui considerate intervengono non solo nelle nuove costruzioni ma anche nel recupero di edifici esistenti con un approccio integrato tra le diverse discipline coinvolte, in funzione di una migliore qualità del vivere e nel rispetto dei requisiti richiesti dall’attuale normativa in campo energetico: ristrutturare un edificio significa infatti anche adottare, per le chiusure verticali e orizzontali, soluzioni tecniche che ne migliorino anche l'isolamento termico ed acustico (ad esempio, facciata doppia, ventilata, a recupero del calore, fotovoltaica, sistemi a cappotto, materiali e pannelli isolanti). In Italia sono presenti centinaia di edifici che hanno necessità di adeguarsi a tali norme.
Da ultimo nel dossier vengono anche presi in considerazione l’identificazione e la classificazione delle patologie di una facciata continua quali punti fondamentali da cui partire nell’operazione di controllo prestazionale del sistema-facciata analizzato.

Buona lettura!