Ecologia del costruire: aree urbane ed effetto isola di calore

Il ruolo dei materiali nell’accumulo di calore

Un basso albedo[1], ovvero un basso potere riflettente di un corpo fisico, determina un eccessivo accumulo termico, con continuo rilascio da parte delle superfici esposte direttamente al sole; se queste sono composte di materiali di colore scuro, poco riflettenti e a bassa inerzia, gran parte della radiazione solare viene assorbita e trasformata in calore sensibile, anziché essere respinta. In questo caso le superfici degli edifici e le pavimentazioni stradali, soprattutto se di asfalto, emettono una gran quantità di calore.

Questo fenomeno è accentuato in presenza di materiali costituiti da una bassa capacità termica, come ad esempio il calcestruzzo (1000 j/kgK) o l’asfalto delle superfici carrabili (920 j/kgK) o i mattoni di laterizio di basso spessore (da 1000 a 1050 j/kgK), che assorbono il calore diurno, per rilasciarlo lentamente nelle ore notturne, impedendo, di fatto, il raffreddamento dell’involucro delle superfici esposte direttamente ai raggi solari nelle ore diurne.

Verde urbano, densità edilizia e trappola radiativa

L’assenza di evapotraspirazione nelle città è comune dove esistono solo asfalto e cemento, mentre verde urbano e acqua sono assenti. In questi spazi urbani l’energia solare si converte in aumento di temperatura, producendo un fenomeno che è l’esatto contrario di ciò che avviene nelle aree coltivate, piantumate e destinate a prato, dove il fluido contenuto nel terreno e delle essenze vegetali viene rilasciato, raffreddando l’ambiente. 

Vi è poi un altro fenomeno che coinvolge i centri abitati ad alta densità, soprattutto quelli periferici dove, dal secondo dopoguerra ad oggi, si sono realizzate volumetrie intensive di case popolari, limitando le distanze tra loro entro il minimo sindacale di Legge e dove la presenza del verde pubblico spesso era relegato a poche aiuole, mal mantenute. Si tratta della “trappola radiativa”, un fenomeno di stasi termica causato dalla limitata distanza tra edifici che, contrastandosi a vicenda nel rilascio dell’accumulo termico, ostacola di fatto la dispersione del calore accumulato, favorendo il rimbalzo della radiazione infrarossa tra gli edifici.

Il contributo delle attività umane al surriscaldamento urbano

In ultimo, ma non per importanza, va citato l’effetto antropico, ovvero il calore prodotto dalle attività umane, come i motori termici e gli accumuli della scocca degli autoveicoli, i rilasci termici dei condizionatori e delle unità di raffrescamento e i macchinari industriali, tanto per citare i principali, che generano un ulteriore calore di scarto che contribuisce all’accumulo termico dell’aria.

Quanto sopracitato riguarda fenomeni purtroppo comuni agli agglomerati urbani e che impattano negativamente sulla vivibilità degli spazi comuni e delle abitazioni, anche con importanti riflessi sulla salute pubblica. Il surriscaldamento aumenta infatti la disidratazione corporea e incide sulla respirazione, soprattutto delle persone fragili, molte delle quali risentono dei problemi asmatici.

L’eccessivo calore urbano favorisce un aumento dell’ozono nell’aria e aumenta il deposito a terra delle polveri sottili emanate dalla combustione fossile, così come l’aumento della temperatura dell’aria richiede maggiori consumi per l’avviamento degli impianti di raffrescamento, con picchi eccessivi di richiesta energetica elettrica e conseguenti emissioni di gas serra.

Le strategie per mitigare l’isola di calore

Quali soluzioni si possono apportare per evitare o mitigare questi effetti? La principale soluzione, frequentemente nominata dai vari studi e dalle esperienze dei progetti urbani realizzati in Italia e all’estero, tiene conto il più delle volte di opere mitiganti e non radicalmente risolutive, come l’aumento e la distribuzione delle aree libere destinate a prato, dei viali alberati, l’ampliamento dei parchi, l’inserimento dei tetti verdi, delle facciate vegetali (o peggio dei balconi piantumati come il Bosco Verticale), così come di fontane, laghetti, zone di esondazione dei fiumi e torrenti, ovvero attuando una maggior distanza tra edifici ove si possa evitare la speculazione edilizia. Sono tutte opere lodevoli e anche necessarie, utili non solo a contrastare l’azione del calore estivo e aumentare l’evapotraspirazione, ma anche per contribuire ad un maggior benessere, in termini di vivibilità, degli abitanti.

Purtroppo però manca un’azione risolutiva molto semplice, che dovrebbe essere considerata la più importante di tutte e che l’esperienza storica ci ha insegnato: cambiare i materiali, sostituendo quelli a bassa inerzia e con basso calore specifico con altri più performanti. 

Imparare dai centri storici per progettare le città del futuro

All’inizio di questo testo ho fatto cenno al problema dell’isola del calore che escluderebbe i centri storici. Con questa nota facevo riferimento ai centri di antica formazione, soprattutto quelli di origine medioevale, costituiti da un tessuto viario ad andamento curvilineo, ma anche a quelli con un tessuto viario di formazione romana, con strade rettilinee determinate dall’originale castrum, ma con un’alternanza di piazze, anche piantumate e slarghi frequenti, così come restringimenti nei vicoli[2], dove le superfici parietali e le pavimentazioni erano costruite da lapidei, materiali ad alta inerzia e di alto spessore, che non assorbono il calore diurno, luoghi dove l’aria circola libera e si creavano brezze estive.

Imparando quindi dal nostro passato, dovremmo per prima cosa eliminare le strade asfaltate dai centri urbani, che d’estate si sciolgono sotto il calore incidente e si deformano, sostituendole con materiali riflettenti e igroscopici. La presenza di asfalto per la pavimentazione stradale potrebbe restare unicamente lungo le vie di collegamento extraurbane, quelle che transitano nelle campagne rurali e attraverso i boschi, dove l’azione del calore è ampiamente mitigata dalle presenze vegetali. Ricordiamoci che l’asfalto è un diretto veicolo di inquinamento delle falde acquifere, dove il vettore inquinante è l’acqua piovana che, scorrendo sulla superficie, nello smaltimento porta con sé tracce degli idrocarburi con cui è costituito il materiale pavimentante e dei metalli pesanti superficialmente depositati.

Nelle nuove costruzioni impariamo quindi a gestire progetti di case di forme semplici e ad utilizzare materiali costruttivi e isolanti appropriati, di origine naturale, ma, soprattutto, di tipologia rinnovabile, ad alta inerzia, con un alto calore specifico, che contrastano l’onda calorica estiva, con superfici esterne riflettenti e che a fine vita possono essere riutilizzati, senza costituire uno scarto inutile.

Note

[1] L’albedo è il potere riflettente di una superficie che si traduce nella quantità di radiazione solare che viene riflessa da un corpo rispetto a quella totale incidente.
[2] Quando una corrente d’aria incontra un restringimento obbligato, come un vicolo viario tra edifici alti, per l’effetto Venturi tende ad accelerare per mantenere costante la portata del flusso.