verde urbano 2018

L’elemento verde asset per la sostenibilità delle città

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Tetti e pareti verdi e altre soluzioni green favoriscono una migliore termoregolazione degli edifici nelle città con benefici per l’efficienza energetica e il comfort microclimatico degli ambienti interni ed esterni

Le principali misure europee

Per far fronte agli effetti del cambiamento climatico e per mantenere la sicurezza energetica e la qualità ambientale delle città e del territorio, l’Unione europea si è impegnata a raggiungere, entro il 2030, la riduzione del 55 per cento delle emissioni di gas serra rispetto ai livelli del 1990 (COM(2020) 562 final). Dapprima l’Ue, con la Direttiva 2010/31/UE, ha previsto che gli edifici realizzati dopo il 31 dicembre 2020 debbano avere un livello di energia “quasi zero”. In seguito, con la Direttiva 2012/27/UE, ha stabilito un quadro di misure di efficientamento energetico comune a tutti gli Stati membri relativo alla ristrutturazione degli edifici residenziali e commerciali. In tale contesto, la Commissione ha posto particolare attenzione alla riduzione dei consumi energetici degli edifici pubblici, residenziali e commerciali, che rappresentano il 40 per cento dell’energia finale per il riscaldamento e il raffrescamento, cui il 30 per cento per la climatizzazione estiva (COM(2016) 51 final). L'uso dei condizionatori d'aria e ventilatori elettrici, che rappresenta circa il 10 per cento del consumo globale di energia elettrica, in Ue raggiunge significativi livelli di consumo: il 5 per cento per i bisogni delle famiglie e il 13 per cento per i servizi.

 

L'elemento verde

La COM(2013) 249 final “Infrastrutture verdi – Rafforzare il capitale naturale in Europa” ha posto particolare attenzione sull’impiego di sistemi vegetali come soluzione naturale per ridurre il consumo di energia per la climatizzazione. La Comunicazione ha evidenziato per il settore edile e, più in generale, per tutte le aree urbane ad elevata densità abitativa, il ruolo fondamentale che può svolgere il verde (corridoi verdi, piantumazioni di siepi e alberi, giardini pensili e coltri vegetali realizzati sugli edifici). La Commissione europea ritiene infatti che i sistemi vegetali di tipo pensile possano contribuire a creare un microclima urbano migliore e ad abbassare le emissioni di gas serra, soprattutto quelle derivanti dalla climatizzazione degli edifici (basi pensare al riguardo che il settore delle costruzioni è responsabile del 36 per cento delle emissioni di CO2). Dello stesso avviso è il Patto globale dei sindaci per il clima e l'energia (Global Covenantof Mayors for Climate and Energy), un’iniziativa di livello mondiale avviata nel 2016 con l’intento di riunire le città nella lotta al cambiamento climatico e nell’incentivazione dell’efficienza energetica e dell’uso delle energie rinnovabili. Il Patto riunisce attualmente oltre 10 mila città in 138 paesi del mondo e rappresenta una popolazione pari a circa 800 milioni di persone. Negli ultimi anni, l’elemento verde, prima considerato da amministratori e costruttori un elemento puramente estetico e di decoro, è venuto ad assumere un significato ben più importante per la progettazione e per la costruzione degli edifici. In letteratura, è documentato che il consumo di energia nel settore edile rappresenta il 40 per cento del consumo totale di energia negli Stati membri dell’Unione europea e il 36 per cento delle emissioni totali di gas serra. Mitigare il microclima interno e quello circostante di un edificio in modo naturale mediante l’impiego della vegetazione ha quindi il potenziale di produrre benefici sia all’ambiente esterno che all’ambiente interno. Il verde, infatti, riduce la temperatura e l'umidità attraverso l’ombreggiamento, l’evapotraspirazione e la canalizzazione del vento. Le superfici degli edifici sul lato est e ovest sono generalmente quelle dove si registra una maggiore incidenza solare e quelle che guadagnano e immagazzinano di conseguenza più calore durante il giorno, rilasciandolo in casa di notte, quando le temperature esterne diminuiscono. Da questo punto di vista, realizzare sulle facciate esterne degli edifici e sui lastrici solari delle coltri vegetali può contribuire a ridurre significativamente la temperatura superficiale delle pareti e conseguentemente la quantità di calore che penetra negli ambienti interni e i costi derivanti dal consumo di energia per la climatizzazione.

 

Fig. 1.Dati raccolti sull’edificio dimostrativo del Centro ENEA Casaccia. Temperatura media della parete Sud Ovest nei mesi di luglio (a sinistra) e agosto (a destra). In blu la temperatura della zona esposta al sole; in rosso temperatura superficiale delle facciate della zona dell’edificio protetta dalla coltre verde. In giallo la temperatura dell’ariaesterna.

 

Le coltri vegetali risultano poi utili a migliorare l’efficienza energetica dei sistemi di condizionamento nei periodi di caldo intenso. Infatti, una temperaturadell’aria più elevata provoca unadiminuzione della resa frigoriferadei sistemi di condizionamento e quindi un consumo maggiore di elettricità. La vegetazione, se messa in campo come copertura naturale dei sistemi di condizionamento, soprattutto quelli di grande potenza energetica installati sui solai esterni, utilizzati nei supermercati e negli uffici, può contribuire a mantenere le temperature esterne più basse intorno alle macchine di condizionamento e ciò comporta un aumento dell’efficienza energetica dei processi termodinamici che caratterizzano i sistemi di condizionamento dell’aria.

Per approfondire:

  • 2/2018 | Energia, ambiente e innovazione.
  • Status Quo of the Air-Conditioning Market in Europe: Assessment of the Building Stock. Energies 2017, 10, 1253.
  • © OECD/IEA, 2018 International Energy Agency Website: www.iea.org. The Future of Cooling Opportunities for energy efficient air conditioning.

 

Foto d’intestazione: Mur Vegetal, Parigi (Foto: www.ecowave.it)

 

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“Manteniamo il suolo vivo, proteggiamo la biodiversità del suolo” è il tema della Giornata mondiale del suolo

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Per arrestare il consumo di suolo la Commissione europea ha indicato l’obiettivo "zero consumo netto di suolo entro il 2050” come prioritario nel quadro della lotta al cambiamento climatico

Secondo l’EEA (Agenzia europea dell’ambiente) nel periodo 2000-2018 lo sprawl urbano nell’Unione europea, ovvero la dispersione delle aree urbane verso aree non sviluppate, come campagne e terreni agricoli, ha convertito lo 0,5 per cento dei pascoli e dei terreni coltivati ​​e lo 0,3 per cento delle praterie in superfici artificiali. Si stima che ogni anno, nella sola Unione europea, siano convertiti in superfici artificiali oltre 500 km2 di terreni naturali o adibiti ad agricoltura. Attualmente, l’80per cento della superficie europea è occupata da città e infrastrutture, che hanno effetti potenzialmente negativi sull’impermeabilizzazione dei suoli e sulla perdita di funzioni ecologiche essenziali per la biodiversità e gli ecosistemi (Figura 1). Per raggiungere la neutralità climatica entro il 2050, l’Unione europea si è impegnata a raggiungere l’obiettivo intermedio che prevede una riduzione netta di almeno il 55 per cento delle emissioni di gas serra entro il 2030. Per raggiungere questo ambizioso obiettivo, la Commissione europea ha proposto di rivedere il Regolamento sull'inclusione delle emissioni di gas a effetto serra e degli assorbimenti dall'uso del suolo, cambio d'uso e silvicoltura (LULUCF).  In particolare, gli Stati membri dell’Ue dovranno garantire che le emissioni di gas serra contabilizzate dall’uso del suolo, dal cambiamento di destinazione del suolo o dalla silvicoltura, siano bilanciate da una rimozione equivalente di CO2 dall'atmosfera dal 2021 al 2030,in base alla “regola zero debiti”.

 

Figura 1. Il suolo in Europa (Fonte: EEA Segnali 2019).

 

Questo significa che se uno Stato membro abbatte una foresta deve compensare le emissioni risultanti creando una nuova foresta, oppure gestire le terre coltivate e i pascoli già esistenti in modo più sostenibile, al fine di ridurre le emissioni di CO2. Il tutto a sostegno dello sviluppo, da parte degli agricoltori, di pratiche agricole maggiormente rispettose del clima, e dei silvicoltori attraverso una maggiore visibilità dei benefici climatici dei prodotti in legno, che sono in grado di immagazzinare il carbonio sequestrato dall'atmosfera e di sostituire i materiali ad alta intensità di emissioni. A questo proposito, l’Accordo di Parigi, che prevede di contenere l’aumento della temperatura globale entro i 2 °C rispetto ai livelli preindustriali, pone particolare attenzione all’uso del suolo per raggiungere gli obiettivi di mitigazione degli effetti del cambiamento climatico. In seguito alla firma dell’Accordo, cui hanno aderito 193 paesi del mondo, l’obiettivo “consumo netto di suolo pari a zero entro il 2050” è entrato a far parte degli obiettivi prioritari delle maggiori agenzie europee e internazionali. Tra queste: l’Agenda 2030 delle Nazioni Unite con l’Obiettivo 15.3 per "combattere la desertificazione, ripristinare la terra e il suolo degradati, compresi i terreni colpiti da desertificazione, siccità e inondazioni, e sforzarsi di raggiungere un mondo neutrale rispetto al degrado del suolo entro il 2030”; la strategia europea al 2030 a protezione della biodiversità che punta ad affrontare il tema della desertificazione in Ue entro il 2050; l’obiettivo "zero consumo netto di suolo entro il 2050” della Commissione europea contro il degrado del suolo; la Convenzione delle Nazioni Unite per la lotta alla desertificazione, entrata in vigore nel 1996; le attività dell'UNEP (Programma delle Nazioni Unite per l'ambiente) e della FAO (Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura) dedicate alla protezione del suolo. Dopo gli oceani, il suolo è il secondo serbatoio di assorbimento naturale del carbonio, superando le foreste e altre forme di vegetazione per quanto concerne la capacità di catturare l’anidride carbonica dall’atmosfera. La conservazione del suolo e del suo contenuto di carbonio organico rappresenta pertanto una sfida nel quadro della lotta al cambiamento climatico. Si calcola che ogni anno circa il 30 per cento della CO2 viene assorbito dalle piante mediante la fotosintesi; se una parte del carbonio di queste piante fosse stoccato nello strato superficiale di suolo, la crescita annua della CO2 in atmosfera potrebbe subite una significativa diminuzione. Sotto il profilo del contenuto di sostanza organica nei suoli europei, inoltre, neanche il nostro Paese si trova in una posizione rassicurante, dato che circa l’80 per cento del suolo nazionale ha un tenore di sostanza organica inferiore al 2 per cento. Perciò, è indispensabile che nell’agricoltura vengano adottate tecniche di coltivazione in grado di aumentare il contenuto organico dei suolo, tenuto conto che una bassa dotazione di sostanza organica, oltre a diminuirne la fertilità fisica, chimica e biologica, riduce anche la capacità di svolgere le sue numerose funzioni di contrasto al riscaldamento globale.

 

Figura 2. Carbonio organico nel suolo italiano (Fonte: ISPRA).

 

Per mitigare gli effetti del cambiamento climatico, occorre puntare sulla protezione territorio e promuovere il concetto del suolo come “bene comune”. Per fare ciò appare indispensabile sostenere lo sviluppo di una governance nazionale ed europea che sia in grado di coordinare il monitoraggio, gli incentivi e le misure atte a limitare il consumo di suolo e aumentare le funzioni dell’agricolturaper proteggere il territorio e contrastare i cambiamenti climatici.

casa verde

Tetti e pareti verdi soluzione naturale per la sostenibilità urbana

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I sistemi vegetali sugli edifici contribuiscono a ridurre le emissioni di CO2 e i consumi energetici per la climatizzazione. Secondo l’Ue rappresentano una soluzione naturale per migliorare la sostenibilità urbana

Green roofs and walls

Secondo la classificazione generale si definisce “tetto verde” (green roof) una vegetazione collocata in orizzontale e “parete verde” (green wall) una vegetazione collocata sulle pareti esterne di un edificio. La costruzione di tetti verdi richiede sistemi di impermeabilizzazione, barriere radicali, strati di drenaggio e di tessuto filtrante che costituiscono il substrato di coltivazione. Per i sistemi estensivi, adatti a piante erbacee, sono sufficienti substrati di coltivazione non superiori a 15 cm di spessore, mentre per i sistemi intensivi, che consentono di coltivare piccoli alberi e arbusti, si richiedono substrati di coltivazione con uno spessore superiore e una maggiore manutenzione rispetto ai sistemi estensivi. La coltivazione di piante in verticale si attua con telai, grate e reti costituite di materiale flessibile (tessuti inorganici e funi) o rigidi (alluminio, ferro zincato, legno), distanziati o attaccati direttamente alle pareti dell’edificio. Spesso questa tipologia di verde pensile viene realizzata con piante collocate direttamente sul terreno, sebbene l’uso di vasi sia da raccomandare per motivi di igiene vegetale e di sostenibilità ambientale. Per l’irrigazione e la fertilizzazione le coperture vegetali orizzontali (tetti verdi) richiedono piccoli impianti idrici ad aspersione, mentre per le coperture verticali, allevate in vaso, sono impiegati soprattutto sistemi idrici “a goccia”. Un’ulteriore tipologia di verde urbano è rappresentata da piante all'interno di ambienti abitabili (biowall), mantenute per fini estetici oppure per avere essenze “fresche” da cucina e per migliorare la qualità dell'aria, grazie alla capacità delle piante di rimuovere sostanze inquinanti. Vanno inoltre segnalate le potenzialità del verde pensile per la realizzazione di “orti sospesi” per la coltivazione di piante edibili, che, con la tecnica delle Vertical farms si configurano come un’ottima soluzione per migliorare la sostenibilità dei sistemi alimentari urbani per quanto riguarda il risparmio di energia e lo sviluppo di filiere corte e a km zero.

 

I benefici del verde urbano

Raffrescamento naturale. Il fenomeno dell’evapotraspirazione consente alle piante di prendere acqua dal suolo attraverso le radici e di rilasciarla attraverso le foglie per abbassare la loro temperatura. Attraverso questo processo, le piante si “raffrescano” e indirettamente consumano il “calore latente” presente nell’aria per fare evaporare in uscita dagli “stomi fogliari”, riducendo così la temperatura ambientale. Un ulteriore contributo al raffrescamento dell’aria è ottenuto con l’effetto di schermatura vegetale della radiazione solare incidente sugli edifici che produce un riscaldamento minore dei muri esterni e conseguentemente un trasferimento di una quantità minore di calore verso gli ambienti interni. Inoltre, quando le coltri vegetali verticali vengono realizzate su supporti distanziati si viene a creare una intercapedine tra la vegetazione e l’edificio che consente all'aria calda di salire per convezione verso l'alto, con la generazione di un raffrescamento passivo.

 

Isole di calore. La diffusa urbanizzazione e il riscaldamento delle superfici edili è tra le cause del fenomeno delle “isole di calore urbane” (Urban Heat Islands, UHI): la ri-irradiazione notturna nell’ambiente del calore accumulato durante il giorno rende la temperatura dell’aria urbana più elevata rispetto al territorio circostante le città. Numerose ricerche hanno indicato nella vegetazione un elemento capace di accumulare e rimuovere il particolato dall'aria (sostanze solide e/o liquide sospese in aria con dimensioni da pochi nm a 100 µm) che, secondo studi preliminari, sarebbe tra le cause principali delle malattie respiratoriee delle complicanze della malattia da Covid-19, soprattutto quando il particolato risulta in dosi elevate nell’aria delle città.

 

Attenuazione dei deflussi da piogge improvvise e torrenziali. Le coperture vegetali intercettano e trattengono l'acqua sulle foglie e sul substrato di coltivazione, riducendo così la velocità del deflusso delle acque piovane nel sistema idrico. I tetti verdi, nel caso di pioggia improvvisa e torrenziale, possono contribuire a regolare il flusso dell’acqua piovana; al contrario, nel caso di un tetto privo di vegetazione, l’acqua piovana defluisce immediatamente. Il parametro che descrive tale situazione è definito “coefficiente di deflusso ψ” ed è comunemente utilizzato per calcolare la quantità massima di acqua che fluisce da una copertura: si hanno valori elevati (~1) nelle superfici impermeabili (asfalti o tetti tradizionali) mentre risultano valori di circa 0,3 per il verde estensivo e 0,5 per il verde intensivo, che corrispondono alla capacità dei tetti verdi di trattenere percentuali dal 30% al 50% dell’acqua piovana.

 

Riduzione della CO2 nelle città. La vegetazione nelle aree urbane sequestra la CO2 atmosferica in modo diretto con la fotosintesi. Mediamente, le coltri vegetali sequestrano circa 6 chili di anidride carbonica per metro quadrato e per anno negli steli e nelle radici delle piante e nei substratidi coltivazione, contribuendo a contrastare la formazione delle “isole di calore urbane”. Infatti, la vegetazione sugli edifici con l’ombreggiamento e l’evapotraspirazione contribuisce a rimuovere il calore dall'aria.

 

Tetti e pareti verdi soluzione naturale contro il riscaldamento delle città

L’inserimento di coltri vegetali sulle parti strutturali degli edifici rappresentano un vantaggio per le città: riducono l’energia elettrica per la climatizzazione, sequestrano la CO2, mitigano i picchi di temperatura dell’aria ed eliminano le polveri presenti nell’aria grazie alla funzione di filtro esercitata dalle piante. Tali benefici sono associati soprattutto ai fenomeni della fotosintesi e della evapotraspirazione, presenti negli organismi vegetali. Inoltre, la vegetazione aumenta la ventilazione e l’isolamento termico grazie all’effetto schermante delle piante, ossia alla capacità delle vegetazione di riflettere oltre il 20% della radiazione solare incidente e di presentare una bassa “emissività” (emettono meno radiazione termica). Infine, il verde riduce il surriscaldamento dell’aria e delle superfici degli edifici nonché i consumi elettricie, di conseguenza, l’emissione di CO2 per l’aria condizionata nei periodi estivi. Per il 2030 le strategie dell’Unione europea per l’efficienza energetica e la riduzione della CO2 hanno identificato nella valorizzazione dei tetti e delle pareti verdi sugli edifici una soluzione naturale per contrastare il riscaldamento globale delle città.

Per approfondire:

  • Campiotti C.A., Consorti L., Giagnacovo G., Latini A., Puglisi G., Scoccianti M., Viola C.: Caratterizzazione di tipologie di sistemi vegetali per migliorare l'efficienza energetica degli edifici nella città metropolitana. RdS/PAR2015/141. Rapporto ENEA.
  • Campiotti C.A., Giagnacovo G., Latini A., Margiotta F., Nencini L., Pazzola L., Puglisi G.: Le coperture vegetali per la sostenibilità energetica ed ambientale degli edifici. RdS/PAR2016/074. Rapporto ENEA.
  • Campiotti C.A., Giagnacovo G., Nencini L., Scoccianti M., Consorti L., Bibbiani C.: Le coltri vegetali nel settore residenziale. Energia Ambiente e Innovazione, 2/2018.

 

Foto d’intestazione: Carlo Alberto Campiotti