Il rapporto uomo natura nel campo architettonico-ingegneristico

 

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IL RAPPORTO UOMO-NATURA
NEL CAMPO ARCHITETTONICO-INGEGNERISTICO

Le termiti del genere Trinervitermes vivono in regioni secche dell’Africa dove scavare un termitaio significa arrivare a 30 metri e più di profondità per trovare tracce di acque freatiche. A quella distanza dalla superficie terrestre non ci si aspetterebbe un microclima particolarmente sensibile agli aspetti della ventilazione. Eppure le costruzioni delle termiti sono in grado di captare e mettere in moto un sistema di ventilazione estremamente raffinato, tale da far muovere l’aria intorno al termitaio alla velocità richiesta dalle differenti situazioni microclimatiche.

Si verifica infatti l’ottimizzazione di un principio basilare del raffrescamento: quello per evaporazione dell’acqua, in questo caso di quella sotterranea. II fenomeno, unito a quello del convogliamento sapiente della ventilazione naturale, produce un veloce raffreddamento dell’aria, che procura in un clima avverso condizioni di vita molto piacevoli.

Come termine di paragone nell’architettura umana viene in mente la tecnica di ventilazione iraniana nella quale il principio utilizzato è sorprendentemente simile. Una torre del vento serve a catturare ed a mettere in moto dal basso verso l’alto un processo di ventilazione che investe parte degli spazi adiacenti alla torre stessa. Inoltre nel piano interrato o delle cantine si scava un collegamento con un corso d’acqua sotterraneo, da cui arriva aria umida che investe in senso ridotto l’intero edificio: l’evaporazione dell’acqua ed il convogliamento sapiente della ventilazione naturale producono una costante condizione di frescura che, graduandosi nelle diverse stagioni dell’anno, riesce a mantenere la casa ad un livello di temperatura più che accettabile.

In entrambi i casi, quello del popolo delle termiti e quello della casa tradizionale in Iran, si riesce ad utilizzare le potenzialità d’interazione con le risorse energetiche dell’ambiente (ventilazione naturale e raffreddamento per evaporazione idrica) al fine di mantenere fresco in senso adattativo un impianto abitativo in una zona fortemente desertica della terra.

Un sistema simile d’aerazione si può osservare anche nelle tane  dei cosiddetti “cani della prateria”, famiglie di roditori i cui complessi edifici di terra possiedono in genere due aperture: una è scavata al di sotto della vera e propria caverna; l’altra si erge al di sopra dello spazio-caverna sboccando in un cono di terra appuntito, che ricorda la forma di un piccolo vulcano.

Le due diverse forme di collegamento con l’esterno inducono un’efficace ventilazione naturale, che produce anche in questo caso vortici d’aria che, come in un camino, viene succhiata dal basso dall’esterno verso l’interno, viene trasmessa nello spazio “a controllo microclimatico” della caverna dove risiedono e vivono i roditori, ed infine espulsa fuori attraverso l’uscita superiore di tipo “vulcanico”.

Un’altra forma di incredibile ottimizzazione dell’interazione con le forme di risorse energetiche disponibili è il principio che Karl Frisch definisce del “dimensionamento della grandezza” (“Grossen dimensionierungen”), applicato in natura nel caso dei termitai nel deserto del Namib, che possono raggiungere dai due ai tre metri di altezza.

Il volume elevato al cubo aumenta molto più velocemente della superficie elevata al quadrato. Dato che solo attraverso una superficie avviene lo scambio di energia con l’ambiente, e che è solo nel volume che l’energia viene immagazzinata, la Natura predilige grandi oggetti molto lunghi piuttosto che piccoli oggetti di forma compatta, per la loro esposizione al sole in climi torridi.

E’ questo il principio applicato nelle costruzioni delle termiti nel deserto del Namib, dove le temperature di giorno in estate possono raggiungere i 45° all’ombra; ed è lo stesso principio che viene impiegato anche dai corpulenti mammiferi che vivono nelle zone torride della terra, come gli elefanti ed i rinoceronti o le balene nei mari del Nord, nelle quali la relativamente piccola superficie in rapporto al grande volume aiuta a ridurre le perdite di calore del corpo nel momento in cui esso è costretto a consumare energia.

Ritornando alle termiti, si possono rilevare altre affascinanti osservazioni prendendo in considerazione il principio della trasmissione del calore per irraggiamento solare. Le costruzioni delle termiti infatti non subiscono un irraggiamento solare casuale. Caso eclatante è quello delle termiti del deserto australiano chiamate “bussola”, perchè tutte le loro costruzioni sono esattamente orientate secondo l’asse eliotermico Nord-Sud.

Al sorgere del sole l’estesa superficie orientale dell’edificio viene fortemente irradiata, il che si rivela particolarmente vantaggioso in una situazione climatica desertica in cui le notti di regola sono molto fredde, anche d’estate. A mezzogiorno, quando il sole è molto caldo perchè meno inclinato, la posizione verticale dei termitai permette loro di sentire meno l’incidenza della radiazione (poiché fisicamente la costruzione viene colpita su una superficie molto piccola rispetto agli altri momenti della giornata), e nel pomeriggio, con il lato occidentale dell’edificio irradiato appieno e a lungo dal sole, viene operato l’accumulo termico necessario per la lenta restituzione di calore durante la notte.

Nei fenomeni di raffrescamento gioca un ruolo fondamentale, accanto alla produzione e trasmissione di calore per conduzione e convezione, anche l’irraggiamento. II fenomeno è tanto più rilevante quanto più grande è la superficie o il corpo freddo a cui tale calore può essere ceduto per irraggiamento. Ancora una volta, le interazioni della Natura superano di gran lunga le conclusioni logiche di un fisico o di un architetto.

In effetti basti osservare il comportamento degli animali del bosco: quando sentono troppo caldo, non rimangono al riparo degli alberi come durante il giorno, perché “sanno” che le chiome degli alberi ed il terreno, che nel corso delle ore diurne hanno ricevuto radiazioni e quindi accumulato calore, lo restituiranno ai corpi più freddi rappresentati dagli animali stessi che poche ore prima vi si riparavano sotto. Gli animali invece tendono a spostarsi in quella che è la vera e propria “zona-epidermide” del bosco: il margine boschivo, dove le piante sono più rarefatte. Si è calcolato che una tale posizione garantisce di regola una temperatura ridotta di 2° o 3° centigradi rispetto a quella che si avrebbe rimanendo all’interno del bosco.

E’ un fenomeno simile a quello che gli antichi Persiani impiegavano sfruttando il rapporto con il loro limpido cielo notturno, arrivando persino a produrre ghiaccio artificiale sebbene in quei luoghi, nelle notti d’inverno, la temperatura dell’aria scende solo fino a pochi gradi sopra lo zero. Lo stesso principio usato al negativo ha condotto le “termiti-bussola” ad orientare solo una minima superficie delle loro costruzioni verso lo spazio cosmico, per superare le freddi notti desertiche.

Secondo Helmut Tributsch va riconosciuta alle termiti una capacità di gestire il rapporto architettura-ambiente che per certi aspetti rimane insuperato anche dalle forme trofiche più evolute.

Straordinario infatti è considerare l’impiego di forme ausiliarie di rifornimento di calore, quale ad esempio quello delle termiti Hodotermes mossambicus che arrivano a coniugare forme di ventilazione naturale con una raccolta e uno stoccaggio di fieno per farlo fermentare, lievitare e ottenere così una produzione di calore.

 

 

 

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