Raffrescamento passivo: tecniche antiche per la climatizzazione domestica naturale

Le origini del raffrescamento passivo degli ambienti


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Il raffrescamento passivo degli ambienti interni, oggi ampiamente utilizzato nell'architettura eco-sostenibile, ha origini molto antiche. Non sempre si considera il fatto che tutte le tecniche di climatizzazione naturale derivano da pratiche ancestrali, perché già i sumeri e i popoli del Medio Oriente, per fronteggiare le alte temperature, avevano sviluppato tecniche di raffreddamento passivo. Ed è prendendo spunto dalle loro invenzioni che oggi si realizzano i sistemi di climatizzazione naturale su cui l'architettura eco-sostenibile basa moltissimi progetti moderni. Nella sua complessa semplicità, la natura è una grandissima maestra da cui gli uomini possono solamente imparare e prendere esempio per i loro progetti. Il principio su cui si basa il raffrescamento passivo degli ambienti è di per sé semplice ma molto efficace e permette di abbassare le temperature in modo naturale e low cost.


Il principio della climatizzazione naturale per risparmiare energia elettrica


Le origini del raffrescamento passivo degli ambienti Architettura bioclimatica
Il raffrescamento passivo è una soluzione naturale di condizionamento dell'aria, che sfrutta principalmente i moti convettivi dell'aria e i principi geotermici per abbassare le temperature interne. Ovviamente, nell'ottica di non far scaldare troppo gli ambienti, è fondamentale che il calore esterno non penetri all'interno, utilizzando tecniche di protezione naturali. Anche in questo i popoli del passato sono stati grandissimi maestri e tutte le tecniche adottate nei millenni scorsi sono oggi attualissime. Grazie al raffrescamento passivo è possibile risparmiare sui costi dell'energia elettrica e, al tempo stesso, ridurre il nostro impatto negativo sull'ambiente senza rinunciare al comfort di una casa fresca. Sono principi che possono essere utilizzati in qualunque contesto abitativo e commerciale, anche nelle grandi città del nostro Paese, nell'ottica di ridurre le emissioni prendendo spunto dalle grandi costruzioni antiche.

I principali sistemi di climatizzazione naturale sono i seguenti:

  • ventilazione passante (orizzontale o verticale): Si realizza con un flusso d’aria che attraversa uno o più locali, con immissione e uscita dell’aria da aperture collocate su pareti opposte o adiacenti (ma non complanari), collocate alla stessa altezza dal piano di pavimento.
  • ventilazione a lato singolo (singola apertura o apertura multipla): ricambio d’aria prodotto in un vano quando vi sono unicamente una o più aperture collocate sulla medesima parete esterna. Il tasso di flusso, in tal caso, è discontinuo e legato prevalentemente ad un effetto di pulsazione dell’aria, dipendente dalle variazioni di velocità e direzione che caratterizzano il vento negli intervalli brevi.
  • ventilazione combinata vento - effetto camino: L’immissione dell’aria avviene da un’apertura posta più in alto rispetto a quella di uscita. L’apertura d’ingresso deve essere rivolta sopravento, in relazione ai venti dominanti.
  • ventilazione ibrida: immissione d’aria a vento ed estrazione assistita da ventilazione meccanica.
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Le Torri del Vento, capolavori architettonici del Medio Oriente 


Torri del vento medio oriente ventilazione naturale
Torri del Vento
Per far fronte al caldo asfissiante delle regioni medio-orientali, i popoli che da sempre le abitano hanno escogitato diverse soluzioni di raffrescamento passivo. Si dice che sia importante fare di necessità virtù e con le Torri del Vento, già dal 3000 avanti Cristo, le popolazioni locali sfidavano efficacemente il caldo torrido. Le Badgir in Farsi, molto diffuse in Persia, sfruttano l'energia eolica e i moti convettivi per convogliare l'aria fresca all'interno. Sfruttano il principio dei camini, hanno una pianta poligonale e diverse aperture nella parte superiore, in concomitanza dei condotti. L'aria fresca che arriva dall'alto spinge automaticamente fuori quella più calda, in un circolo di ricambio continuo che garantisce temperature piacevoli in ogni momento della giornata.

Il principio di funzionamento delle Torri Iraniane


In origine esistevano solo le Torri del Vento che rinfrescavano esclusivamente per convezione, introducendo l'aria fresca e spingendo fuori quella più calda. L'evouzione delle tecniche e delle conoscenze ha portato allo sviluppo di nuovi sistemi di raffrescamento passivo, che oltre alla convezione sfruttano l'evaporazione. Nello specifico, l'aria calda viene convogliata sopra un canale d'acqua, anche interrato in profondità, dove la temperatura si mantiene bassa e costante tutto l'anno. Iran, Persia e Paesi Medio Orientali tutt'oggi utilizzano questi sistemi per garantire temperature accettabili all'interno delle abitazioni delle zone più calde, dove si superano abbondantemente i 40 gradi.


La tecnica dell'ombreggiamento 


Cliff Palace (Messico)
I moti convettivi non sono l'unico sistema di raffrescamento passivo, anzi, sono solo uno dei tanti metodi per mantenere la temperatura interna piacevole. Un'altra tecnica molto conosciuta è quella dell'ombreggiamento, che sfrutta l'orientamento terrestre e le fasi solari per evitare eccessivi accumuli di calore. È una tecnica diffusa dal Medio Oriente alle popolazioni centro-americane, che poi si è diffusa in tutto il mondo. Prevede l'apertura delle finestre esclusivamente verso porticati e cortili interni riparati dal sole, che impediscono al calore diretto di penetrare e, quindi, di far aumentare le temperature. Tutt'oggi è alla base di moltissime costruzioni, anche nel nostro Paese, specialmente nel meridione e nelle zone rurali, dove le temperature sono spesso insopportabili.


La Domus dei Dioscuri, il condizionatore ai tempi dei romani 


Domus dei Dioscuri 
Prendendo esempio da ciò che avevano visto nelle loro campagne di conquista nelle terre del Nilo, gli antichi romani portarono l'architettura del raffrescamento passivo anche in Italia. Un esempio su tutti è la Domus dei Dioscuri di Pompei, un edificio del I secolo dopo Cristo realizzato poco prima dell'eruzione che distrusse la città campana. È il tipico esempio di domus romana con peristilio, una soluzione architettonica già vista in tantissime abitazioni patrizie dell'età imperiale. Il fresco all'interno della casa era garantito anche dal principio dell'evaporazione, derivante dagli elementi umidi come piccoli orti, piante e, sovente, una fontana al centro del peristilio. In questo modo le parti interne dell'abitazione godevano sempre di temperature piacevoli, anche nel pieno della calura più intensa.


La tecnica dell'ombreggiamento oggi per il raffrescamento passivo 


Esempio di Patio - Peristillo Moderno
Esempio di Patio - Peristillo Moderno
Oggi, il peristilio non è altro che il patio presente nella maggior parte delle abitazioni singole che sorgono nel bacino mediterraneo e anche nel nostro Paese è una struttura che si riscontra facilmente. Svolge diversi compiti, perché oltre a mantenere gradevoli le temperature di quella parte di abitazione, preserva la privacy al suo interno e crea un piacevole spazio conviviale. Anche oggi il patio è spesso affacciato sui giardini o sulle piscine, comunque nei pressi degli specchi d'acqua che creano zone microclimatiche molto favorevoli. È stato anche dimostrato che una casa con patio migliora la condizione di relax e quindi favorisce il relax, diventando un elemento chiave della vita domestica.

I mattoni crudi e i muri spessi, il principio dell'inerzia termica 

La tradizione edile del nostro Paese, così come quella di tutto il bacino del Mediterraneo, ha sempre sfruttato i principi della fisica per rinfrescare gli ambienti interni. Una delle tecniche più famose, nonché più diffuse nel nostro Paese è da sempre quella di realizzare muri perimetrali di grande spessore utilizzando materiali naturali come la pietra e i mattoni crudi. Sono materiali capaci di mantenere fresche le temperature interne anche grazie alla capacità di traspirazione, che genera un costante ricambio dell'aria. In Italia, così come in Egitto e in tutti i Paesi Mediorientali e Mediterranei, capita sovente di imbattersi in abitazioni con perimetri di grande spessore, isolanti e garanti del fresco.

Alberobello, le tipiche abitazioni della Puglia ( Trulli )


Trulli di Alberobello
La tecnica appena descritta è alla base anche delle abitazioni utilizzate fin dai tempi più antichi dai popoli pugliesi. Le abitazioni venivano ad Alberobello realizzate con forma approssimativamente circolare con muratura a secco di spessore elevato, sfruttando il principio dell'inerzia termica. Il raffrescamento passivo è garantito dalla massa elevata della componente murale e dalla ridotta presenza di aperture esterne (spesso solo la porta di ingresso e al massimo il piccolissimo finestrino quadrato che fa da sfiato ai ridottissimi gabinetti ricavati all'interno per esigenze igieniche nel secondo dopoguerra). I muri rilasciano gradualmente il fresco accumulato in inverno fino alla seconda metà di agosto dove cominciano il processo inverso per l'inverno. Gli esemplari più antichi possono essere datati alla fine del XVII secolo costruiti da contadini e pastori del posto con le pietre raccolte nello stesso feudo.

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