Antonietta Lozupone

Cos’è l’involucro edilizio?

L’involucro edilizio è l’elemento architettonico che delimita perimetralmente l’organismo costruttivo. È costituito da unità tecnologiche ed elementi tecnici di chiusura, verticali, orizzontali e inclinati, con la funzione principale di separare, proteggere e mettere in relazione lo spazio interno con quello esterno. Secondo tale definizione l’involucro deve essere in grado di garantire il più alto livello di comfort ambientale con il più basso livello di fabbisogno energetico.

Il concetto di “involucro” è piuttosto recente; si è passati dalla distinzione tra chiusure e tamponamenti esterni, alla identificazione dell’intero sistema di chiusura esterno di un edificio, articolato in diversi strati funzionali e materiali.

Evoluzione dell’involucro edilizio

Sin dall’antichità l’uomo, per proteggersi e creare un proprio habitat, è stato portato a costruirsi “involucri-rifugio”, modificando le risorse naturali. Con il passare del tempo, però, le esigenze sono aumentate, soprattutto sono aumentate le prestazioni e la gamma dei prodotti e si sono evolute le tecniche costruttive.

Pian piano, con l’avvento delle strutture portanti in cemento armato a scheletro, le murature di un edificio, da elemento portante, diventano la parte perimetrale dell’involucro, composta da: elemento portante, pellicola protettiva e isolante termico e acustico. Si assiste, negli anni settanta, ad un particolare interesse verso i problemi legati all’isolamento termico, con il conseguente sviluppo di soluzioni di coibentazione dell’ involucro opaco.

Gli sviluppi della ricerca tecnologico-architettonica, hanno portato ad una concezione dell’involucro, non più solo come barriera protettiva, ma soprattutto come un complesso sistema dinamico, in grado di ospitare impianti di varia natura, per venire incontro ad esigenze e requisiti sempre più elevati, con la possibilità di variare le proprie prestazioni in base alle diverse situazioni ambientali esterne e alle diverse esigenze interne.

In seguito all’evoluzione dei bisogni dell’uomo e soprattutto dell’ambiente, sono stati introdotti ulteriori requisiti prestazioni ai quali l’involucro edilizio deve rispondere, per poter raggiungere obiettivi di efficienza ecologica ed energetica. Gli edifici di ultima generazione, quindi, prevedono anche di immagazzinare il calore, direzionare e regolare la luce naturale, possono controllare i flussi di aria e generare in qualche caso energia.

Raggiungere tali obiettivi non è semplice, è necessario operare un cambiamento radicale nella concezione di involucro, che passa da “passivo” a involucro “attivo”, capace di produrre energia sfruttando le risorse naturali, e di integrarsi con  gli impianti grazie a captatori solari, pannelli fotovoltaici, vetri a prestazioni elevate ecc. Le soluzioni adottate più frequentemente e che hanno riscontrato maggior successo nell’utilizzo sono la parete vetrata ventilata e la facciata integrata con un impianto solare e fotovoltaico. La prima è costituita da due superfici trasparenti separate da un’intercapedine e ventilate artificialmente tramite delle bocchette d’aria; la seconda è composta da una serie di celle fotovoltaiche integrate nelle pareti vetrate.

L’involucro edilizio integrato

Una nuova sfida nel campo dell’edilizia è rappresentata dalla progettazione di involucri edilizi integrati. Essi rappresentano una importante innovazione, per questo, sono oggetto di crescente interesse da parte degli operatori del settore. Molte aziende, infatti, hanno rivolto le loro ricerche allo sviluppo di soluzioni e tecnologie in questo settore.

In particolare, l’Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA), promuovendo la collaborazione tra ricerca e industria, ha affidato all’Istituto per le Energie Rinnovabili di Eurac Research, il compito di coordinare la ricerca promossa all’interno del progetto IEA-SHC Task 56, sulla costruzione di sistemi di involucro solare integrati per HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) e illuminazione. I ricercatori della Eurac Research, nell’ambito di questa ricerca, che prospetta soluzioni solari termiche e fotovoltaiche integrate nell’edificio, hanno analizzato non solo l’ integrazione negli impianti HVAC, ma hanno affrontato anche temi come il comfort ambientale, e l’integrazione estetica ed architettonica. La collaborazione sinergica tra gli attori di tale ricerca è fondamentale per poter fornire a consulenti e produttori, il supporto necessario per accedere al mercato e per utilizzare al meglio i sistemi solari di involucro multifunzionali

Criticità 

Nonostante siano stati fatti molti passi avanti nella ricerca, il tema dell’involucro integrato, rimane ancora in un settore di nicchia. Questo per vari motivi:

• La mancanza di riferimenti normativi adeguati. Non dimentichiamo che l’integrazione negli edifici, di queste tecnologie, devono essere conformi a standard e norme che per la maggior parte fanno riferimento a involucri edilizi convenzionali. Per cui c’è di fatto una lacuna normativa in questo campo.
• La natura conservativa del mercato delle costruzioni. Sarebbe necessario cambiare il modo di intendere il processo costruttivo e progettuale, modificare il ruolo delle figure coinvolte, dal costruttore, all’installatore, al progettista. Tutto ciò potrebbe sembrare difficile da attuare, soprattutto da parte delle aziende coinvolte nelle costruzioni, ma bisogna vedere il cambiamento come opportunità, con partnership tra aziende e business innovativo.
• Impatto visivo e integrazione architettonica. La modularità dimensionale dei componenti impiantistici vincola le opportunità di espressione architettonica e crea problemi di accoppiamento fra il disegno della facciata e i caratteri distributivi e morfologici degli ambienti interni. Non dimentichiamo che, tradizionalmente, sia nel settore residenziale che in quello terziario, i sistemi solari termici e fotovoltaici sono il più delle volte installati esclusivamente in copertura. In entrambi i casi, seppur per motivi diversi, lo sfruttamento della facciata rappresenta un potenziale ancora non del tutto espresso.

Opportunità 

Malgrado ancora vi siano delle criticità, gli sforzi della comunità scientifica e la partnership tra le industrie possono guidare il processo di standardizzazione e lo sviluppo di nuove norme, in materia di involucri edilizi integrati. Ci sono molte aspetti positivi e opportunità da sfruttare per lo sviluppo in questo settore:

• La disponibilità di nuovi materiali e tecnologie. Il progresso nella tecnologia delle facciate solari utilizza materiali innovativi  come: polimeri ad alta efficienza, utilizzati come assorbitori in collettori solari termici integrati o finestre BIPV luminescenti. Non bisogna dimenticare i progressi nei processi di produzione e assembramento di materiali esistenti. Tutto questo porta allo sviluppo di nuovi concetti  e nuove applicazioni, con un miglioramento delle tecnologie esistenti.
• L’ adattabilità, del comportamento e delle caratteristiche dell’involucro integrato, alle condizioni climatiche locali. Un esempio è l’utilizzo dei vetri elettrocromici nelle superfici trasparenti, utilizzati per schermare la luce solare, di modo da avere un risparmio energetico e migliore qualità dell’ambiente interno.
• Caratteristica intrinseca degli involucri integrati è la multifunzionalità. Gli elementi di chiusura esterna di un edificio non sono più visti solo come una membrana che protegge dagli agenti atmosferici esterni, ma piuttosto vengono investiti di funzioni aggiuntive che integrano aspetti e funzioni tecnologiche.
• Gli elementi costitutivi dell’involucro solare analizzato, vengono assemblati fuori opera. Questa metodologia di prefabbricazione offre molti vantaggi rispetto al metodo di costruzione tradizionale in cantiere, tra questi: riduzione dei costi e del tempo di esecuzione e migliore qualità del prodotto.  Aspetto da non sottovalutare inoltre che, l’esecuzione dei lavori viene effettuata tecnici specializzati in condizioni industriali controllate.

Considerazioni finali

Alla luce di quanto detto, c’è da aspettarsi, o perlomeno, c’è da augurarsi, un progressivo aumento della presenza sul mercato di prodotti innovativi, lanciati  grazie alle partnership tra le aziende, supportate dai risultati ottenuti dalla ricerca in questo campo. Il settore delle costruzioni edili sarà sempre più caratterizzato dall’inserimento di soluzioni di involucri integrati, anche grazie ad una tendenza verso una maggiore industrializzazione.

 

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