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Materiali ecosostenibili

Materiali ecosostenibili in edilizia: ecco i più green

Tempo di lettura stimato: 10 minuti

Il green building richiede l’impiego di materiali ecosostenibili. Come sceglierli in base a performance energetiche, riciclabilità e durabilità

Attualmente in Europa gli edifici sono responsabili del 40% circa del consumo finale di energia, di cui il 25% è da attribuire alle residenze e il 15% al settore terziario. Questo valore supera le percentuali assegnate all’industria (28%) e ai trasporti (32%).

Il comparto edilizio contribuisce per circa il 30% alle emissioni di gas serra nell’atmosfera.

Un altro aspetto critico associato al settore delle costruzioni riguarda il consumo di suolo, con la superficie artificiale europea che attualmente rappresenta il 4% del totale, ma dal 2000 al 2006 ha registrato una perdita di circa 600 mila ettari di terreni agricoli, determinando un incremento del 3,4% delle aree cementificate.

In questo contesto interviene la nuova direttiva Case green che punta alla decarbonizzazione dell’edilizia con norme e strategie per la conversione del parco immobiliare in edifici ecosostenibili e ad impatto zero.

Un aspetto importante del green building è senza dubbio la selezione dei materiali da costruzione. Scopriamo quali sono i materiali ecosostenibili e perché è importante sceglierli.

Verso una sostenibilità ambientale, economica e sociale

Le superfici cementificate e urbane aumentano e nello stesso tempo si assiste alla diminuzione delle terre agricole, con una riduzione dello 0,2% dei terreni destinati a seminativi e colture permanenti e dello 0,3% per i terreni destinati al pascolo.

È fondamentale cercare di arginare queste problematiche con l’utilizzo razionale del suolo. In quale direzione si deve andare, quindi? Di sicuro verso la riduzione del consumo energetico e delle emissioni nocive, attraverso politiche territoriali e urbanistiche mirate; verso l’adozione di tecnologie ad alta efficienza energetica, l’impiego di materiali a basso impatto ambientale e verso il ricorso a fonti rinnovabili. Questi interventi sono orientati ad una sostenibilità ambientale, economica e sociale. Questa trasformazione non riguarda solo le nuove costruzioni, ma rappresenta soprattutto una sfida nel recupero del patrimonio edilizio esistente di cui ci occuperemo più avanti.

Sono questi i temi cardine del costruire sostenibile, della bioedilizia, del green building.

Architettura ecosostenibile: come scegliere i materiali?

La scelta dei materiali per il mondo dell’edilizia rappresenta il cuore della fase di implementazione di un’opera conforme ai CAM: bisogna rispettare i criteri di ecosostenibilità. Si sta assistendo ad un ritorno al passato in termini di tipologia di materiali impiegati per le costruzioni, ma con 2 vantaggi: lo sviluppo della tecnologia e la modernità. Utilizzare materiali naturali significa fare una scelta responsabile sia per il benessere dell’uomo sia per quello dell’ambiente.

L’architettura sostenibile sta andando sempre più verso quei sistemi costruttivi da abbinare ai materiali naturali (i sistemi della bioedilizia). Il legno, ad esempio, è un materiale che ha visto uno sviluppo esponenziale anche in località con climi più moderati. Ma come si può valutare l’impatto dei materiali sull’ambiente? Di sicuro analizzandoli nel loro intero ciclo di vita, dall’estrazione fino al riciclo. Tra gli aspetti da considerare non possiamo non citare:

  • il risparmio energetico che deve dominare il processo produttivo, al fine di minimizzare l’emissione di CO2 nell’aria;
  • la tossicità del materiale durante la fase di esercizio;
  • la durata e il grado di riciclabilità;
  • l’inquinamento dovuto dal trasporto del materiale.

Per la valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici di qualsiasi destinazione d’uso è fondamentale utilizzare un software certificazione energetica che consente di tener conto nel modello edilizio di materiali ecosostenibili e nella parte impiantistica di generatori ad alta efficienza e di impianti a fonti rinnovabili.

Valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici

Valutazione delle prestazioni energetiche degli edifici con TerMus

Materiali edili ecosostenibili

I materiali da costruzione rappresentano il 50% della materia estratta dalla crosta terrestre per le attività che svolgiamo tutti i giorni. Il consumo di energia primaria globale e delle emissioni di gas serra sono pari al 40%. Ecco perché è fondamentale scegliere con cura i materiali da utilizzare a beneficio di una sostenibilità ambientale. Come accennato prima, bisogna tenere in considerazione il ciclo di vita del materiale e fare una vera e propria valutazione per poter considerare gli impatti ambientali, economici e sociali di un materiale.

Per valutare il processo edificatorio di un manufatto (sia dal punto di vista energetico sia dal punto di vista dell’impatto della costruzione sull’ambiente e sulla salute umana durante tutto il ciclo vitale dell’edificio) si utilizza la certificazione di sostenibilità ambientale. Vi sono diversi protocolli che consentono di ottenere la certificazione ambientale, come ad esempio il Protocollo ITACA, elaborato dall’Istituto per l’Innovazione e Trasparenza degli Appalti e la Compatibilità Ambientale.

Un materiale è sostenibile quando rispetta almeno le seguenti caratteristiche:

  • consumo di energia inferiore rispetto agli edifici tradizionali durante tutto il ciclo di vita;
  • consumo di acqua inferiore rispetto agli edifici tradizionali;
  • minore impatto ambientale lungo l’intero ciclo di vita;
  • miglior qualità e comfort indoor;
  • maggiore durabilità rispetto ad un edificio tradizionale;
  • assenza di sostanze tossiche;
  • riciclabilità.

Ma quali sono i materiali da costruzione più comuni considerati ecosostenibili? Possiamo includere all’elenco diversi tipi di laterizio, blocchi in calcestruzzo porizzato e in argilla espansa, pietre naturali e terra cruda. Analizziamoli nel dettaglio.

Laterizio

Nell’Antica Roma il termine “laterizio” indicava il mattone impiegato nell’opus latericium: la tecnica di costruzione del paramento murario. Nel corso degli anni il termine ha acquisito un significato più generale che abbraccia una vasta di prodotti tra i quali il mattone pieno e forato, la pignatta, la tavella, la volterrana, il coppo, la tegola marsigliese, ecc., impiegati nella realizzazione di strutture verticali (muri portanti, di tamponamento, ecc.) e orizzontali (solai, coperture, ecc.).

I laterizi sono il risultato di un miscuglio di argilla, sabbia e acqua, che, dopo la miscelazione, viene plasmato tramite estrusione o stampaggio. La successiva essiccazione e cottura in forni a tunnel a una temperatura di 1200° danno origine al prodotto finito. Per migliorare le proprietà isolanti del materiale, possono essere aggiunti vari componenti come palline di polistirolo, segatura, residui della lavorazione della carta o altri materiali di scarto all’impasto crudo. Questi, dopo la cottura, vengono eliminati, generando piccoli pori d’aria. Ciò riduce la densità del laterizio e aumenta le sue proprietà termo-acustiche.

Si tratta di prodotti realizzati con materie prime naturali, il cui processo produttivo non genera rifiuti, ma permette il recupero degli scarti provenienti da altre lavorazioni. È importante notare, tuttavia, che il processo di cottura richiede una notevole quantità di energia termica, solitamente prodotta mediante combustibili fossili con un impatto ambientale significativo.

I laterizi offrono anche la possibilità di essere riciclati dopo l’uso: possono essere utilizzati come base per la realizzazione delle strade dopo essere stati frantumati. Durante il processo di produzione, gli scarti di un ciclo vengono riutilizzati nel ciclo successivo, contribuendo a una gestione sostenibile delle risorse.

Blocchi in calcestruzzo con argilla espansa

I blocchi in calcestruzzo con argilla espansa si ottengono dalla miscelazione di granuli di argilla espansa con il tradizionale impasto utilizzato per la produzione di blocchi destinati a pareti portanti, tamponamenti, pareti divisorie e pavimentazioni. L’argilla espansa è ottenuta tramite la macinazione e cottura dell’argilla cruda. Durante il processo di riscaldamento, i granuli, sottoposti a temperature crescenti, subiscono un’espansione grazie allo sviluppo di anidride carbonica e acqua. Successivamente, il passaggio in un letto fluido di correnti d’aria induce il raffreddamento dei granuli e l’indurimento del loro strato esterno, mentre il nucleo interno rimane poroso. Questa caratteristica conferisce al materiale un’elevata leggerezza e, al contempo, una buona resistenza meccanica.

I granuli sfusi di argilla espansa presentano una buona inerzia termica e resistenza alla compressione. Essendo di origine minerale, vantano incombustibilità, refrattarietà, inerzia chimica, stabilità temporale, immarcescibilità e resistenza all’umidità. La presenza di questi granuli conferisce ai blocchi in calcestruzzo notevoli proprietà isolanti sia termiche che acustiche, oltre a una considerevole leggerezza che facilita l’installazione, portando a vantaggi economici. La permeabilità al vapore acqueo di tali blocchi previene la formazione di condensa e muffa all’interno delle pareti, assicurando la traspirabilità dell’edificio.

Le proprietà ignifughe unite alla geometria controllata dei blocchi in argilla espansa consentono di minimizzare l’utilizzo di malta nei giunti e, se del caso, di ridurre lo strato di intonaco.

Pietra naturale

La pietra naturale è stata in parte sostituita nel XX secolo da materiali come l’acciaio, il calcestruzzo armato e il vetro. Tuttavia, con l’attenzione verso componenti edili a basso impatto ambientale, la pietra ha riacquistato rilevanza sia nelle ristrutturazioni che nelle nuove costruzioni. Dal punto di vista bioecologico, la pietra è idonea, ma è essenziale considerare requisiti come le proprietà bioecologiche (permeabilità e conducibilità termica), il peso volumetrico, il grado di compattezza e porosità, la durevolezza, la resistenza e l’aspetto estetico.

Le pietre, classificate in base al peso volumetrico e alla lavorazione, includono tufo, granito, travertino, marmo, diorite, sienite, porfido e basalto. La scelta della pietra dovrebbe considerare anche l’affinità con le malte per garantire la coerenza strutturale. La lavorazione delle pietre può essere grezza, concia, da taglio o sotto forma di lastre.

Terra cruda

La terra cruda si ottiene attraverso l’essiccazione di una miscela di argilla, fibre vegetali come canapa e paglia e inerti di varia granulometria come sabbia e ghiaia. Questo materiale da costruzione naturale, conosciuto fin dall’antichità, è facilmente lavorabile, a basso impatto ambientale e completamente riciclabile. Grazie alla flessibilità nella composizione della miscela, può essere impiegato per la realizzazione di pareti portanti, coperture, pavimentazioni e finiture. La notevole inerzia termica della terra cruda offre un efficace isolamento termico, adatto anche a climi estremi. Inoltre l’argilla agisce come “spugna”, assorbendo e rilasciando umidità in modo controllato, mantenendo un tasso di umidità relativa confortevole negli ambienti.

Esistono 3 tecniche principali per la messa in opera della terra cruda, a seconda delle proporzioni nella miscela. La tecnica della terra battuta, utilizzata con una bassa percentuale di argilla, prevede l’inserimento della terra in casseforme delle dimensioni desiderate, compattando e battendo ogni strato successivo. Con una percentuale elevata di argilla e sabbia, si adotta la tecnica del mattone crudo, inserendo la terra e la paglia in stampi di legno capovolti per l’essiccazione, evitando il ritiro eccessivo con l’essiccazione sotto cumuli di sabbia. Infine, con un’elevata presenza di limo, si ricorre alla tecnica del torchis, stendendo l’impasto su intelaiature in legno ancorate alla struttura dell’edificio.

Grazie al software progettazione edilizia puoi effettuare la tua progettazione architettonica 2D/3D di nuove costruzioni e ristrutturazioni scegliendo di utilizzare materiali eco-sostenibili.

Progettare gli edifici eco-sostenibili con Edificius

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Materiali da costruzione ecosostenibili: i materiali isolanti

Una caratteristica importante nell’ottica di eco-sostenibilità è di sicuro la capacità isolante di un materiale. L’isolamento termico, spesso legato a quello acustico, rappresenta un aspetto fondamentale della progettazione edilizia, poiché incide sul consumo energetico e sulle dispersioni attraverso l’involucro esterno. L’impiego di materiali con elevate prestazioni termoisolanti contribuisce a ridurre il fabbisogno energetico degli edifici, abbattendo le emissioni di CO2 e riducendo i costi operativi.

Nonostante l’efficacia isolante di materiali “artificiali” di origine petrolifera (come polistirene espanso o estruso, poliuretano, ecc.) la loro produzione comporta rischi di inquinamento ambientale, potenziali emissioni tossiche in caso di incendio e sfide nel riciclo. Pertanto, la scelta degli isolanti dovrebbe privilegiare materiali di origine vegetale o animale, come fibra di legno, sughero, cellulosa, lana di pecora, fibre di cotone o lino. Questa selezione mira a garantire elevate prestazioni isolanti mentre minimizza impatti ambientali negativi.

Fibra di legno

I pannelli in fibra di legno sono ampiamente impiegati come componenti isolanti di origine naturale. Il processo di produzione coinvolge la macinazione di legni di abete rosso o pino, seguita da un’essiccazione a temperature elevate (350°) e pressatura. L’aggiunta di allume favorisce la liberazione delle resine naturali del legno, conferendo al pannello una marcata idrorepellenza, potenziata ulteriormente da trattamenti con cera o lattice. Questo metodo sfrutta materie prime naturali come residui di segheria e legni deboli, rendendo il pannello completamente riciclabile. I residui dei pannelli possono essere riutilizzati per la produzione di altri isolanti o compostati.

I pannelli in fibra di legno vantano notevoli proprietà isolanti termiche, con un coefficiente di conducibilità termica di circa 0,04 W/mK , e acustiche grazie all’intreccio delle fibre che ostacola la propagazione delle onde sonore. La struttura aperta delle lastre consente il passaggio del vapore acqueo, favorisce la traspirabilità di coperture o pareti e contribuisce alla regolazione naturale dell’umidità negli ambienti. Inoltre, la qualità estetica dei pannelli permette la creazione di ambienti piacevoli, offrendo sensazioni di benessere visivo e tattile grazie alla naturale origine del materiale.

Sughero

I pannelli in sughero sono ottenuti dalla compressione di trucioli della corteccia meno pregiata di una specifica quercia (Quercus Suber L.), nota come sughero maschio. Questi componenti, anch’essi realizzati con materie prime naturali, sono biodegradabili e privi di sostanze tossiche. È importante notare che il ciclo di rigenerazione della corteccia dell’albero richiede circa 9 anni. La struttura cellulare del sughero, con circa 30-40 milioni di cavità d’aria per cm3, conferisce al materiale elevata elasticità, resistenza meccanica e eccellenti proprietà isolanti termiche (con un coefficiente di conducibilità termica di circa 0,038 W/mK) e acustiche. Il sughero è anche impermeabile, ignifugo e resistente agli attacchi di insetti, roditori, tarli e batteri.

I pannelli, venduti in formati 50×100 cm con spessori variabili da 1 a 6 cm, sono utilizzati per l’isolamento termico e acustico di strutture verticali come pareti esterne e tramezzature, nonché di elementi orizzontali come solai, mansarde e tetti. Il sughero è imputrescibile, caratteristica che consente di posizionarlo direttamente sotto lo strato di copertura in tegole o coppi senza la necessità di installare una guaina impermeabile.

Fibra di cellulosa

L’isolante in cellulosa è prodotto mediante la macinatura dei fogli di giornale, seguita dal trattamento dei fiocchi risultanti con sali borici a scopo ignifugo e antiparassitario. Il processo di produzione è a basso impatto ambientale, ma il materiale ottenuto non è smaltibile in discarica a causa dei suddetti sali, rendendo necessario l’incenerimento.

La fibra di cellulosa, con un coefficiente di conducibilità termica di circa 0,037 W/mK, si rivela un valido isolante termico grazie alle minuscole cavità nei fiocchi che ostacolano la trasmissione del calore. Caratterizzata da un’elevata igroscopicità, può assorbire circa il 30% dell’umidità presente in un ambiente, rilasciandola lentamente per garantire il comfort abitativo.

La messa in opera avviene mediante insufflaggio dei fiocchi nelle intercapedini o tramite spruzzo sulle pareti del materiale precedentemente bagnato. Oltre ai fiocchi, sono disponibili in commercio pannelli in cellulosa pressata adatti come rivestimenti per pareti esistenti durante lavori di ristrutturazione.

Materiali ecosostenibili design: i materiali da finitura

I materiali da finitura rappresentano lo strato che ricopre gli edifici. È importante sceglierli con la massima attenzione per evitare di vanificare tutto il lavoro fatto durante la costruzione dell’edificio. Bisogna valutare, quindi, 2 elementi: la pittura e l’intonaco.

Intonaco naturale

L’intonaco viene applicato sulle pareti murarie per dare omogeneità alla superficie e serve come protezione da eventi climatici e/o fattori meccanici. La traspirabilità è di sicuro la caratteristica più importante da tener presente: in genere si prediligono intonaci a base di calce idraulica naturale con proprietà deumidificanti, oltre che traspiranti. È bene ricordare che la calce è il miglior isolante naturale, materiale impiegato già in tempi molto antichi. Inoltre l’intonaco di calce è molto traspirante: favorisce uno scambio con l’esterno e previene la formazione della condensa sulle pareti.

Un altro caso di intonaco naturale è l’argilla cruda, materiale sempre naturale, di facile estrazione e riciclabile al 100%. Si sta diffondendo sempre di più per le sue proprietà estetiche e funzionali, spaziando da poroso a liscio con una varietà di colori. L’intonaco in argilla è applicabile su vari supporti, fornendo isolamento termico e acustico ed è biocompatibile, anallergico, e igroscopico. Ha un ruolo significativo nelle Passivhaus, contribuendo a mantenere stabili temperatura e umidità, migliorando il comfort abitativo.

Pitture naturali

Le pitture naturali, conosciute anche come vernici naturali, sono realizzate esclusivamente con ingredienti biologici, principalmente basati sulla resina estratta da conifere come larici e pini. Questi materiali offrono numerosi vantaggi, tra cui elevata traspirabilità, proprietà antiallergiche e antimuffa, assenza di sostanze tossiche, durabilità nel tempo, non attraggono polvere, presentano un profumo piacevole derivato dai pigmenti naturali, possono essere applicate anche con finestre chiuse, offrono un’estetica di qualità, sono facili da lavorare e richiedono una semplice manutenzione. Queste pitture naturali sono ideali per progetti di bioedilizia, sia per interni che per esterni, e possono essere impiegate in nuove costruzioni o nella ristrutturazione di edifici esistenti, compresi quelli situati in centri storici. La loro natura sana, sicura e performante contribuisce al benessere generale e all’alto comfort abitativo.

Sostenibilità ambientale: tra innovazione e benefici

In conclusione, l’adozione sempre più massiccia di materiali eco-sostenibili nell’edilizia rappresenta un fondamentale passo avanti verso la costruzione di ambienti abitativi che coniugano sostenibilità ambientale, efficienza energetica e benessere degli occupanti. La scelta oculata di materiali come il legno certificato, l’argilla, la fibra di legno e altre soluzioni eco-compatibili non solo riduce l’impatto ambientale della costruzione, ma contribuisce anche a creare spazi più salubri e adatti al benessere delle persone.

Questi materiali non solo rispettano rigorosi standard ambientali, ma offrono anche proprietà intrinseche benefiche, come l’ottima regolazione termica, la capacità di assorbire l’umidità in eccesso e la resistenza agli agenti patogeni come muffe e batteri. Al di là delle considerazioni ambientali, l’impiego di queste soluzioni si traduce in un notevole risparmio energetico nel lungo periodo, contribuendo così alla sostenibilità economica degli edifici.

In un contesto in cui la consapevolezza ambientale è sempre più centrale, l’industria edilizia sta abbracciando queste pratiche per rispondere alle esigenze attuali e future.

 

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