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Costruire in paglia a diverse latitudini : analisi comparativa tra alcuni sistemi costruttivi

Zanichelli, Arianna

Costruire in paglia a diverse latitudini : analisi comparativa tra alcuni sistemi costruttivi.

Rel. Francesca De Filippi, Matteo Guiglia, Alberto Perron Cabus. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura Per Il Progetto Sostenibile, 2016

Questa è la versione più aggiornata di questo documento.

Abstract:

Il mio interesse per la paglia nasce in occasione della mia esperienza Erasmus a Grenoble il primo semestre 2015. Durante il corso di "Architecture et Cultures Constructives" frequentato all'Università (ENSAG), mi è stata offerta l'opportunità di partecipare ai workshop dei Grands Ateliers, un polo di ricerca e di alta formazione che mette in relazione pedagogia e pratica, fornendo agli studenti gli strumenti utili per realizzare e sperimentare con le proprie mani la costruzione con tecniche diverse e, principalmente, attraverso l'uso di materiali naturali. In questo momento didattico, insieme alla mia classe, abbiamo progettato e realizzato una casa con struttura in legno e tamponamenti in terra cruda, realizzati con tecniche diverse. Sotto la guida dei professionisti di "Craterre" abbiamo costruito muri in mattoni di terra cruda, in "BTC" (briques de terre comprimée), in "bauge" (un composto di terra cruda e fibre naturali come la paglia) e molti altri. Lavorare con questi materiali mi ha incuriosito e mi ha spinto a fare alcune ricerche sia sulla terra che sulla paglia, così tornata ¡n Italia ho deciso di svolgere il tirocinio presso lo studio BAG, Beyond Architecture Group1 dell'Architetto Paolo Robazza, uno tra i professionisti che hanno contribuito alla realizzazione del villaggio ÈVA di Pescomaggiore in seguito al terremoto dell’Aquila. Lo studio progetta da allora costruzioni in paglia e durante il periodo di tirocinio ho potuto affiancare i progettisti, imparando le tecniche costruttive in paglia. Da allora mi sono sempre più interessata alle potenzialità della paglia come materiale edile ed ho sviluppato una forte motivazione ad inserirmi, attraverso una ricerca scientifica, nell'attuale scenario delle costruzioni ecologiche in cui la paglia . Nella maggioranza dei casi è impiegata ancora a livello sperimentale. L'indagine sul comportamento termo-fisico di questo materiale mi ha spinto a frequentare alcuni corsi sulle tecniche costruttive in paglia e i corsi tecnici dell'Agenzia CasaClima per acquisire il metodo di valutazione delle performance del materiale.

In questo quadro si inserisce la mia tesi. Grazie al supporto fornitomi dallo studio Aitec, dall'Ingegnere Guiglia, dall'Ingegnere Cabus e dalla mia relatrice, la Professoressa Francesca De Filippi, ho condotto un'analisi per ottenere una base scientifica e modalità d'impiego tecnicamente corrette in grado di attualizzare questo sistema costruttivo, in parte ancora legato a tecniche tradizionali. Il lavoro svolto in quest'ultimo periodo, mi ha permesso di comprendere meglio la mia attitudine per l'Architettura naturale e ha rafforzato la volontà di proseguire questo percorso nella mia attività futura.

1.1 Obiettivi dell'analisi L'analisi è suddivisa in due parti. La prima considera la ricerca delle differenze di impatto ambientale e di costi tra tre diversi sistemi costruttivi ma caratterizzati da medesimi valori di fabbisogno energetico per il riscaldamento: un sistema in paglia, un sistema in X-lam e un altro in latero-cemento. Si sono indagate le reali prestazioni di un edificio di 4 piani f.t. in paglia a regime invernale, attraverso la restituzione di dati scientifici e comparando gli output a quelli di altri sistemi costruttivi più convenzionali. L'obiettivo è quello di fornire validi strumenti per la valutazione di questa tecnica, in termini di prestazione energetica, di sostenibilità e di costi, svincolandosi dall'idea progettuale della casa di paglia monofamiliare e puntando su costruzioni pluripiano a maggior densità. Assodata l'efficienza della paglia a regime invernale, si è esaminato il comportamento estivo. Attraverso alcuni studi sulla "pelle" dell'edificio si vuole comprendere se la paglia risulti maggiormente consona all'isolamento dal freddo, dal caldo o si riveli con un ottimo comportamento in entrambi i casi.

Introduzione

Questa tesi si propone come un'indagine sulle caratteristiche e sulle potenzialità della paglia come materiale da costruzione alternativo ed efficace, soffermandosi in particolar modo sui suoi comportamenti termici in diverse situazioni climatiche. Un'edilizia che sfrutti la paglia aiuta a valorizzare i prodotti di scarto della filiera agricola offrendo una seconda vita alla paglia come tamponamento o per realizzare le strutture portanti di un'abitazione. Le caratteristiche della paglia come materiale edile, vengono indagate attraverso delle simulazioni elaborate con il software ProCasaClima al fine di comprendere in maniera approfondita, il comportamento a regime invernale e a regime estivo. La scelta di studiare questo materiale deriva dall'attuale, maggiore, presa di coscienza rispetto all'ambiente. L'economia globale vive un periodo di crisi dovuto all'imminente esaurimento delle risorse non rinnovabili e si discute sempre più sulle possibili soluzioni da ricercare per evitare un crack globale. Grazie ai nuovi spazi dedicati ai temi ambientali e ad inconfutabili dati scientifici che dimostrano un cambiamento climatico in atto, causato dall'attività antropica, oggi si sta riscoprendo un approccio che minimizza l'impatto sull'ecosistema e che preserva la ricchezza della nostra biosfera dallo sfruttamento intensivo delle sue risorse. Se da una parte c'è ancora chi sostiene il potenziamento della tecnologia nucleare, dall'altra troviamo una parte cospicua di persone convinte che il procedimento auspicabile sia quello di lavorare con le forze della natura e non contro di esse, sfruttando le loro potenzialità per ottenere una qualità di vita più alta. La progettazione svolge un ruolo fondamentale in questo quadro: costruire nel rispetto della natura genera delle ricadute positive sull'economia ma anche sul benessere dell'uomo. Solo un'architettura intelligente che dia importanza ad efficienza ed efficacia, e che si ponga come obiettivo la ricerca di un equilibrio tra comfort abitativo e risparmio energetico, può essere la chiave del cambiamento del domani. D'altronde i dati della crisi edilizia che ci ha colpito negli ultimi anni sono chiari: essi dimostrano che soltanto il settore che investe sul sostenibile è l'unico in controtendenza rispetto ad altri rami della costruzione, continuando a registrare crescite significative. Il rapporto dell'Associazione dei Costruttori (Ance) rivela che il settore dell'edilizia sostenibile ha registrato una crescita del 20% dal 2008 mentre il terzo rapporto dell'Osservatorio Innovazione Sostenibilità nell'Edilizia (OISE) del 2014, rivela che riqualificazione edilizia ha raggiunto quota +65% del mercato. La rottura con l'ambiente si è verificata con la nascita dell'Architettura Moderna e con le sue "macchine per l'abitare", determinando, negli anni a seguire, un consumo di energia sconsiderato. Un modello che rientrava nell'immaginario comune, quello di poter disporre di risorse naturali infinite in grado di alimentare una crescita costante. Da allora si è visto il proliferarsi di edifici energivori che hanno contribuito in maniera sostanziale all'accelerazione del consumo di risorse determinando la crisi energetica attuale. E' necessario quindi un cambiamento che investa nella costruzione di case più coibentate ed ecologiche e in abitudini più sane come la riduzione del consumo idrico o l'utilizzo di energie rinnovabili. Le soluzioni veramente ecocompatibili sono però ancora scarsamente adottate perché sussiste una difficoltà nel recepire tecniche e nozioni scientifiche in merito e perché continua a permeare la scelta dettata dall'economicità, spesso portatrice di costi nascosti, a scapito della sostenibilità. L'ampia gamma di innovazioni disponibili e la velocità con cui vengono immesse sul mercato spesso disorientano i progettisti nella scelta del materiale, prendendo la decisione che compete loro, non sempre con l'adeguata consapevolezza. I nuovi materiali, cosiddetti "avanzati", spesso sono caratterizzati da una produzione più impattante, determinando inquinamento e costi più elevati di realizzazione rispetto ai materiali naturali, reperibili in loco, come la paglia. Se non si comprendono i pericoli dell'inquinamento portato nelle abitazioni da alcuni materiali chimici, tossici per la salute dell'uomo e dell'ambiente, si rischia di rimanere vittime dell'instupidimento della tecnicità che vuole sostituirsi alla professionalità intesa come studio di nuove tecnologie ecocompatibili e sperimentazione delle potenzialità dei materiali naturali. I prodotti di nuova tecnologia in alcuni casi eclissano quelli antichi della tradizione, scartati di proposito secondo la convinzione comune che il progresso ne dia alla luce di migliori. Intraprendendo questa strada si perdono inevitabilmente le conoscenze sull'uso dei materiali locali e sui loro vantaggi. La terra, la pietra, il legno e la paglia possono rivelarsi adatti alle efficienze di comfort e di performances del XXI secolo e a volte migliori rispetto alle scelte convenzionali se studiati per essere adattati alle nuove normative energetiche e strutturali, inoltre danno un forte contributo alla valorizzazione del patrimonio archeologico.

Conciliando materiali naturali e performance energetiche avanzate, prendendo il meglio di ogni settore con l'obiettivo di proporre nuove soluzioni, e passando attraverso la certificazione ambientale, si ottiene una qualità edilizia complessiva più elevata che rappresenta un passo importante verso la ricomprensione e la tutela del pianeta Terra.

Relatori: Francesca De Filippi, Matteo Guiglia, Alberto Perron Cabus
Tipo di pubblicazione: A stampa
Soggetti: A Architettura > AD Bioarchitettura
S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica
T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TE Tecnologia dei materiali
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura Per Il Progetto Sostenibile
Classe di laurea: NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici: Studio Aitec, Studio Aitec
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/4653
Capitoli:

1 Premessa

1.1 Obiettivi dell'analisi

1.2 Presentazione

Parte prima

2. Introduzione

3. Cambiamento climatico e fonti non rinnovabili

4. Verso un futuro sostenibile

5. COP21

6. Quadro legislativo sull'energia

7. L'efficienza energetica in edilizia

8. Il comfort abitativo

9. La certificazione CasaClima

10. La LCA nel protocollo Nature

11 . Costruire con la paglia

12. Storia e diffusione della paglia

12.1 Realtà europee

13. Comportamento termico dell'involucro

14. Comportamento igrometrico dell'involucro

15. Il fabbisogno energetico per riscaldamento

16. Il confort energetico dell'involucro in estate

Parte seconda

17. Il caso studio

18. Inserimento input

19. Tre sistemi costruttivi a confronto

20. Analisi dell'involucro in paglia

21. Analisi dell'involucro in Xlam

22. Analisi dell'involucro in latero-cemento

23. Confronto dei risultati ottenuti

24. Differenze per perdite di trasmissione

25. Confronto dell' impatto ambientale

26. Confronto dei costi

27. Valutazione della prestazioni termiche a Porto Empedocle in regime estivo

28. Fabbisogni termici per riscaldamento

29. Analisi di sfasamento e attenuazione

30. Interventi migliorativi per il caso in paglia sulla capacità termica

31. Interventi migliorativi per il caso in paglia sulla ventilazione naturale

32. Considerazioni finali

32. Ringraziamenti

34. Allegati

35. Bibliografia/sitografia

Bibliografia:

Testi analizzati:

- MAGWOOD, Chris, MACK, Peter, THERRIEN, Tina, More straw baie building : a complete guide to designing and building with straw, 2015;

- KING, Bruce, Design of Straw Baie Buildings: The state of Art, 2007;

- FLOISSAC, Lue, La construction en paille, Terre Vivante, Mens, France, 2012;

- STEEN, Athena Swentzell, STEEN Bill, BAINBRIDGE David, Le Case in Paglia, Bologna, Arianna Editrice,2014;

- S.O. MACDONALD, La construction en bottes de paille, 2003;

- JONES, Barbara, Costruire con le balle di paglia, Firenze : Editrice Aam Terra nuova, 2006;

- LUPICA SPAGNOLO, Sonia, Guida alla certificazione energetica, Santarcangelo di Romagna : Maggioli, 2010;

- PEDROTTI, Walter, Il libro completo della bioedilizia. Nozioni di base. Materiali e impianti. Costruire e ristrutturare. Rifiniture, Giunti Demetra, 2007;

- BENTIVOGLI, Daniela, BOSCHI M. Pia, SOS sostenibilità. Le ragioni della natura, Cappelli, 2007;

- ALTOMONTE, Sergio, L'involucro architettonico come interfaccia dinamica. Strumenti e criteri per un’architettura sostenibile, Editrice Alinea, Firenze, 2004;

- AUTORI VARI, Libro bianco "Energia-ambiente-edificio'', Edizione il sole 24 ore, Milano, 2004

- BARUTTI, F., La certificazione energetica dell'involucro edilizio

- Normativa e materiali per il risparmio energetico, Sistemi Editoriali, Esselibri, Napoli, 2010

- BENEDETTI, Cristina, Costruire in legno edifici a basso consumo energetico, 2' edizione, Bolzano University Press, 2009;

- OLGYAY, Victor, Progettare con il clima. Un approccio bioclimatico al regionalismo architettonico, Franco Muzzio Editore, Padova, 1981;

- VENTURA, Natale, Manuale per la certificazione energetica degli edifici, Roma : EPC, 2014;

- LANTSCHNER, Norbert, La mia CasaCllma, Bolzano : Raetia,2009;

- MAZZUCCHELLI, Enrico Sergio, Edifici ad energia quasi zero, Santarcangelo di Romagna : Maggioli, 2013;

- FLYNN, James R., Senza alibi : il cambiamento climatico : impedire la catastrofe, Torino : Bollati Boringhieri, 2015;

- MERCALLI, Luca; Prepariamoci, Milano : Chiarelettere, 2011; -LATOUCHE, Serge, La scommessa della decrescita, Milano : Feltrinelli, 2007;

- BARBARI, Matteo; SORBETTI GUERRI, Francesco; L'edilizia rurale tra sviluppo tecnologico e tutela del territorio, Convegno della II Sezione AlIA Firenze, 20-22 settembre 2012, Firenze University Press, 2013;

- BARTOLI, Barbara, La Casa Passiva, Sistemi Editoriali Se, Gruppo editoriale Esselibri- Simone, Napoli, 2010;

- LAVAGNA Monica, PALEARI Michele, MONDINI Davide, Murature ad alte prestazioni, Maggioli Editore, 2011;

- Maria Giuseppina Lucia,Paola Lazzarini, La terra che calpesto, FrancoAngeli Edizioni, 2015;

- CERES REPORT, The 21st Century Electric Utility, July 2010

- CUMO, DIMATTEO, BURLANDI, ITACA Applicazione critica del protocollo per la valutazione della sostenibilità energetica e ambientale degli edifici: Casi di studio in edilizia residenziale e terziaria, Gangemi Editore spa;

- GRECO Alessandro, QUAGLIARINI Enrico, L'involucro edilizio: una progettazione complessa, Artec 2007;

- MINKE, Gernot, MAHLKE, Friedemann, Building with Straw: design and technology of a sustainable architecture, Birkhàuser, 2005;

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Normative /direttive tecniche consultate:

- UNI/TS 11300-1:2008 Determinazione del fabbisogno di energia termica dell'edificio per la climatizzazione estiva ed invernale;

- UNI EN 15251:2008*Cr\ter'\ per la progettazione dell'ambiente interno e per la valutazione della prestazione energetica degli edifici, in relazione alla qualità dell'aria interna, all'ambiente termico, all'illuminazione e all'acustica;

- UNI EN ISO 13790:2008 - Prestazione energetica degli edifici - Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento e il raffrescamento;

- Direttiva tecnica CasaClima, Marzo 2010;

- Decreto interministeriale 26 giugno 2015 - Adeguamento linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici.

Tesi consultate:

- DE RICCARDIS, Fabrizio, Valutazione energetica in prospettiva "N"Zero Energy Building : un caso studio in Valle d'Aosta, Rei.

- Carlo Micono, correi. Roberto Giordano, Politecnico di Torino, Corso di laurea in architettura per il progetto sostenibile , 2015;

- AMBROSIO, Davide, La paglia come materiale innovativo da costruzione per un'edilizia agro-compatibile, Politecnico di Torino, 2010;

- VALPREDA, Elisa, La procedura di certificazione energetica "CasaClima" : dall'intero edificio ai singoli appartamenti, Rei. Marco Filippi, Daniele Guglielmino, Politecnico di Torino, luglio 2011;

- MIOTTO, Cecilia, Kay Zewo: un prototipo abitativo in paglia portante per Haiti, Rei. Francesca De Filippi, Politecnico di Torino, Corso di aurea in architettura per il progetto sostenibile, 2014;

- MACRI', Maurizio, MANCUSO Stefania, Costruzioni in balle di paglia : chiusure esterne alternative per edilizia a basso costo, Tesi di laurea specialistica in Architettura, Politecnico di Torino, 2004

RIVISTE

-Rivista CasaClima Klimahaus n.2 aprile 2012

-Rivista CasaClima klimahaus n.2 aprile 2013

-Rivista CasaClima klimahaus n.1 gennaio 2011

-Rivista CasaClima klimahaus n.1 marzo 2015

SITOGRAFIA:

http://www.nasa.gov

https://it.wikipedia.org/wiki/Certificazione_energetica_degli_edifici

http://www.regione.piemonte.it/energia/certificazione.htm

http://www.regione.piemonte.it/edilizia/dwd/affittiConcordati/certificazEnergetica.pdf

http://ec.europa.eu/environment/ecoap/about-eco-innovation/good-practices/eu/739_it.htm

http://www.compaillons.eu

http://www.repubblica.it/ambiente

http://www.ilsole24ore.com/art/commenti-e-idee/2015-08-05/litalia-battaglia-dell-energia-pulita-080513.shtml?uuid=AC2rq9c

https://www.fazland.com/articoli/approfondimenti/normative-obbliqhi-e-procedure-per-la-certificazione-energetica

http://digilander.libero.it/bucchisilvestriarchi/tesihtm/index.htm

http://www.eurotherm.info/it/guida_al_comfort/comfort_termico_igrometrico

http://www.caseinpaglia.it/

http://www.aspenerqia.it/files2/isolamento.pdf

http://www.regionieambiente.it/

Video

- NASA | A Year in the Life of Earth's C02

https://www.youtube.com/watch?v=x1SgmFa0r04&list=UUAY-SMFNfynqzl1bdoaV8BeQ

-"I am Nature" by Alex Eslam, written by Die Rabauken

https://vimeo.eom/126231016

-Climate Change: What Happens If The World Warms Up By 2°C?

https://www.youtube.com/watch?v=9GjrS8QbHmY

-New NASA Satellite Maps Show Human Fingerprint on Global Air Quality

https://youtube/aMnDoXuTGS4

Film Documentario

Una scomoda verità

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