Evoluzione dell’involucro edilizio opaco

Il comportamento energetico di un edificio è legato principalmente al funzionamento dell’involucro edilizio (pareti, copertura, pavimentazione, finestre, porte, ecc.) che, da sempre, rappresenta un elemento dinamico capace di integrare aspetti di tipo termico, igrometrico, luminoso, aerobiologico e igienico. In questo capitolo si tratterà l’evoluzione storica dell’involucro opaco (pareti, copertura, solette, pavimentazione) e più avanti di quello trasparente (finestre, porte).

In passato, fino all’affermarsi dei principi architettonici del Movimento Moderno, la facciata costituiva una “maschera introversa” basata su una logica progettuale di tipo conservativo e difensivo nell’intento di garantire il riparo dall’acqua, dalle intemperie e dalla variabilità delle condizioni climatiche. Le costruzioni sin dall’antichità nascevano da un profondo conoscimento dell’ambiente naturale, che consentiva di ottimizzare le potenzialità offerte dal territorio in termini di caratteristiche climatiche e di risorse rinnovabili di provenienza locale. La regolazione delle condizioni interne nasceva da un approfondito studio della posizione dell’edificio rispetto alle variabili ambientali (rilievi, presenza di acqua e di vegetazione, ecc.), climatiche (esposizione al sole e al vento, grado di umidità, precipitazioni, temperatura, ecc.) e agli assi cardinali, della natura del terreno e delle caratteristiche dei materiali costruttivi locali.

Le caratteristiche dell’involucro opaco, ma anche la disposizione urbana e la forma degli edifici, differiscono molto in relazione alle specificità climatiche locali. Nei climi freddi (Europa centrale e settentrionale, Nord America, ecc.) l’involucro deve contribuire a conservare il calore prodotto all’interno dell’edificio e, per questo, deve essere molto chiuso, compatto e con bassi valori di trasmittanza termica. Pertanto, anche in zone territorialmente distanti sono state sviluppate tecniche costruttive mirate a massimizzare la prestazione energetica delle pareti, utilizzando i materiali di provenienza locale, come legno, terra impastata con paglia e rami, mattoni crudi o cotti, sassi, muratura mista, pietra, ecc. Tutti questi materiali, a eccezione del legno e della paglia, non hanno buona capacità di trattenere il calore, ma ne favoriscono la dispersione. Per migliorarne le prestazioni complessive si preferì ricorrere a spessori rilevanti e all’inserimento di intercapedini d’aria che miglioravano significativamente l’isolamento termico del componente (si pensi ad esempio alle pareti miste in sassi o in pietra a secco dell’Europa Centrale, alle pareti doppie del Nord Europa con un’intercapedine riempita di terra e paglia, ai vespai areati oppure alle solette in legno con uno strato di ventilazione).

Inoltre, nelle pareti con ridotte caratteristiche isolanti (ad esempio in pietrame e in sassi), i locali interni usati con frequenza, dove era ubicato il focolare, erano rivestiti con legno per trattenere il calore e per isolare in modo uniforme l’ambiente interno. Nei climi più freddi, addirittura, le pareti venivano rivestite all’esterno con legno di colore scuro per favorire l’accumulo solare oppure i vuoti venivano riempiti con muschio per aumentare il potere isolante e per limitare le infiltrazioni di aria.
Nei climi caldi, le soluzioni sono differenti in relazione alla piovosità e al livello di umidità relativa. Nelle regioni aride o semi aride (isole greche, coste dell’Africa settentrionale, Spagna e Italia meridionale, per esempio), l’involucro deve contribuire a mitigare il surriscaldamento interno, la temperatura dell’aria e la temperatura media radiante delle pareti. Per questo, sono utilizzate pareti massive (spessori di 50-100 centimetri) in materiali di provenienza locale caratterizzati da buone caratteristiche di sfasamento e attenuazione termica, come mattoni in pietra calcarea, terra cruda o cotta, tufo, ecc. Le pareti all’esterno sono intonacate con malte a base di calce o gesso o mattonelle dai colori chiarissimi che, oltre a riflettere il calore del sole, garantiscono un’azione disinfettante, battericida e fungicida. Nelle pareti, per favorire la ventilazione naturale incrociata e il raffrescamento notturno, potevano anche essere fatti dei fori aggiuntivi rispetto alle aperture.
Nelle regioni secche (Malesia, Indonesia, Borneo, Giappone, Filippine, ecc.), l’involucro deve contribuire a favorire la deumidificazione degli ambienti interni, a proteggere dalla radiazione solare e dalle intense piogge stagionali. La ridotta escursione termica tra giorno e notte non richiede l’utilizzo delle pareti massive. Per questo sono utilizzate pareti leggere e permeabili in materiali di provenienza locale dotati di buona capacità termica, come legno, stuoie, graticci, fibre vegetali. Per ovviare alle differenze climatiche stagionali si è sempre fatto ricorso a sistemi flessibili, quali dispositivi di ombreggiamento orientabili, sistemi mobili di isolamento delle aperture (imposte, tende, ecc.), aperture totalmente apribili, spazi filtro intermedi (patii, portici, ecc.).
Nel XX secolo, l’industrializzazione ha portato alla diffusione dei combustibili fossili (carbone, derivati del petrolio e gas naturali) che avevano un rendimento molto superiore rispetto alle risorse naturali ed erano considerate prive di ricadute ambientali. Per questo, nel corso del tempo, in edilizia gli impianti che utilizzavano queste risorse hanno avuto un ruolo sempre più importante per garantire il benessere microclimatico negli edifici. L’affermarsi dei principi e delle teorie del Movimento Moderno di architettura, inoltre, ha favorito lo sviluppo e la diffusione di pareti leggere, flessibili e adattabili, a cui non è più demandato il controllo e la mitigazione della caratteristiche microclimatiche dell’edificio (ora svolto dagli impianti meccanici, di ventilazione e di illuminazione).

Chiusure verticali perimetrali
Le pareti rappresentano un parte molto importante all’interno del bilancio energetico dell’edificio, perché costituiscono un’ampia parte della superficie disperdente. Per questa ragione, probabilmente, fin dall’antichità sono state oggetto di attenzione da parte di costruttori e progettisti e, più recentemente, delle aziende e dei produttori che studiano soluzioni sempre più efficienti e innovative.
A livello normativo, un primo inquadramento terminologico e costruttivo è stato fatto dalla norma UNI 8369:1987-1988, Edilizia. Chiusure verticali. Terminologia e simboli per le dimensioni secondo cui le chiusure verticali esterne costituiscono l’elemento verticale di confine tra l’ambiente interno e l’ambiente esterno. Le loro caratteristiche prestazionali devono essere in grado di garantire adeguate condizioni di comfort abitativo.