Facciate verdi in muschio. Proposte per una sostenibilità a basso costo

Abstract

Attualmente il 55,3% della popolazione mondiale vive all’interno di insediamenti urbani. Si stima che entro il 2030 verrà raggiunta quota 60% e che una persona su tre vivrà all’interno di città con oltre mezzo milione di abitanti (United Nations Department of Economic and Social Affairs Population Division 2018). La concentrazione della popolazione nelle aree urbane presenta vantaggi evidenti tra i quali un miglioramento dello sviluppo culturale ed una più efficiente distribuzione di risorse (energia, servizi, beni, trasporti e un’ottimizzazione degli spazi abitativi) (Jenks, Williams, and Burton 2000). Allo stesso tempo vi sono aspetti negativi come il rilascio nell’ambiente di sostanze tossiche (tra cui gli inquinanti atmosferici prodotti dagli scarichi delle auto e dai sistemi di condizionamento), l’estrema alterazione delle superfici urbane e delle risorse idriche, il deterioramento dei servizi ecosistemici e lo stress di un gran numero di persone costrette a vivere a stretto contatto (Rees 1997). La scarsa presenza della componente vegetale e l’impermeabilizzazione della superficie degli edifici, delle strade e di altre infrastrutture hanno inoltre influito sulla capacità delle aree urbane di autoregolarsi (Dover 2018). Tra servizi ecosistemici vi sono infatti i regulating services, ovvero quei benefici che si ottengono dalla regolazione del clima, dalla qualità dell'aria, dalla depurazione delle acque, dalla gestione dei rifiuti e dal controllo dei parassiti (BISE 2017). I servizi ecosistemici forniti dalla vegetazione(regulating, supporting e cultural services), ed in particolare i sistemi nature-based (come facciate verdi, coperture verdi e suoli permeabili), hanno il potenziale per consentire di affrontare alcune delle principali sfide ambientali e sociali all’interno delle città, tra le quali la diminuzione della temperatura superficiale degli edifici, il miglioramento della qualità dell’aria, la mitigazione del fenomeno “isola di calore” e l’aumento della biodiversità nel contesto urbano.

Data la densità degli edifici ed i costi dei terreni all’interno delle città, è spesso difficile creare nuove aree verdi al suolo. Tuttavia, le superfici orizzontali e verticali degli edifici costituiscono un’ampia area disponibile per l’inserimento della vegetazione tramite sistemi per il verde verticale e coperture verdi, che hanno visto una sempre maggior diffusione negli ultimi anni e che offrono l’opportunità di impiegare i vari servizi forniti dal verde e “rendere più ecologica l’epidermide delle strutture costruite” (Sitta 1983).

I sistemi per il verde verticale sono stati e sono oggetto di numerose ricerche che ne hanno messo in luce benefici (i più importanti sono il raffrescamento delle superfici e l’attenuazione dell’inquinamento all’interno dei canyon urbani) ma anche limiti (Ottelé et al. 2011; Perini 2018; Rosasco 2018). I sistemi di facciata verde diretta presentano il limite del lungo tempo di crescita delle specie vegetali rampicanti e la necessita di una potatura frequente. I sistemi living wall invece hanno spesso elevati costi di messa in opera e manutenzione (necessità di potatura, sostituzione di alcune specie, consumo di acqua e sostanze nutritive, elevato peso delle strutture). A causa di questi fattori limitanti, i sistemi di facciata verde trovano attualmente applicazioni sporadiche all’interno del tessuto urbano, comportando vantaggi principalmente a livello del singolo edificio ma non ancora su scala più elevata (quartiere, città). La tesi intende, pertanto, valutare se possono essere proposti dei sistemi per l’inverdimento dell’involucro edilizio con minor impatto ambientale ed economico rispetto a quelli attualmente disponibili sul mercato, che possano essere utilizzati in vasta scala su edifici sia residenziali che industriali. Le prime ricerche sullo stato dell’arte hanno messo in luce le potenzialità del muschio come possibile candidato in grado di rispondere alle esigenze sopra descritte. Esso è infatti in grado di sopravvivere in condizioni ambientali sfavorevoli, richiede una ridotta quantità d’acqua e ha una biomassa contenuta. Secondo alcuni studi sembra essere inoltre in grado di ridurre le temperature superficiali degli edifici, di assorbire inquinanti atmosferici e sembra non comportare un elevato costo di manutenzione (Park and Murase 2008; Kaufman 2016). Tuttavia, lo studio per l’applicazione in architettura del muschio è tuttora in fase embrionale e la ricerca oggetto della tesi pone le basi per approfondire questa tematica. Il secondo obiettivo della tesi è stato quindi quello di testare la crescita del muschio su materiali edilizi comuni e su materiali generalmente usati in ambito vivaistico (si veda l’uso del feltro nel Mur Végétal di Patrick Blanc), per verificarne l’effettiva applicabilità in facciata e per fornire dati per la ricerca successiva. A partire dai risultati ottenuti dalla prima fase sperimentale sono state ipotizzate alcune soluzioni di facciata verde in muschio e sono state poste le principali questioni che dovranno essere indagate per la ricerca futura in ambito architettonico, al fine di rendere effettivamente realizzabile il sistema di facciata verde.

Struttura della tesi: La tesi è suddivisa in 5 capitoli.

Nel capitolo 1 vengono presentate le principali problematiche delle città, una sintesi delle caratteristiche dei sistemi verdi più diffusi ed i relativi benefici apportati all’ambiente urbano. Segue un focus sui principali sistemi di facciata verde esistenti sul mercato, con i rispettivi vantaggi ma anche limiti in termini economici ed ambientali. Nel capitolo 2 viene presentato l’uso del muschio in architettura come una possibile soluzione di facciata verde a basso costo ed al contempo durevole, in quanto presenta caratteristiche biologiche ed ecologiche peculiari. Vengono esposti quindi gli studi effettuati fino ad oggi sul muschio come possibile alleato in ambito architettonico. Tuttavia, manca tra di essi uno studio sistematico sulla crescita dei muschi in verticale (su differenti materiali edilizi e non) che permetta di rendere realmente fattibile la realizzazione di una facciata verde in muschio. Nel capitolo 3 viene riportata la sperimentazione effettuata al Dipartimento di Scienze della Terra, dell’Ambiente e della Vita dell’Università di Genova sulla crescita dei muschi su differenti materiali. I test sono stati effettuati prima sui materiali posti in orizzontale e successivamente in verticale, a partire dai materiali che hanno dato esito positivo alla crescita nella prima fase. Nel capitolo 4 si trovano gli esiti dei test in orizzontale, i quali evidenziano che la crescita può essere legata alla capacità dei materiali di trattenere l’umidità e al loro grado di porosità e di strutturazione della superficie (caratteristiche fisiche) mentre essa non sembra dipendere dalle caratteristiche chimiche. I test sulle superfici verticali sono attualmente in corso d’opera, a causa della lunga quiescenza del muschio e della sua lenta crescita vegetativa. Non è pertanto ancora possibile presentarne i risultati. Tuttavia, da una prima analisi, una superficie scabra capace di offrire un buon appiglio all’impasto sembra essere un fattore discriminante per la buona riuscita dei test, poiché evita il dilavamento dell’impasto di muschio in seguito all’apporto idrico giornaliero. Nel capitolo 5, sulla base dei risultati ottenuti nella prima fase di sperimentazione, vengono presentate due ipotesi progettuali di facciata verde in muschio, che si basano su metodi e tecniche già esistenti sia nell’ambito delle facciate verdi tradizionali (sistema di irrigazione, uso del feltro), sia nell’ambito dell’ingegneria naturalistica (ad esempio l’uso di biostuoie che ne favoriscano la crescita) che sono poi state messe a sistema per realizzare un’installazione adatta specificatamente alla crescita del muschio. Successivamente vi è un’analisi potenziale dei costi di installazione e manutenzione per entrambe le proposte. Da questa prima stima emerge un consistente risparmio rispetto ai sistemi esistenti, sia che il muschio venga applicato direttamente sul materiale edilizio, sia utilizzando uno strato tessile (feltro o biostuoie) per permettere un migliore ancoraggio. La parte successiva del capitolo è costituita da una serie di domande di ricerca finalizzate agli sviluppi futuri sull’impiego del muschio in ambito architettonico.

Bibliografia: BISE. 2017. “Ecosystem Services — Biodiversity Information System for Europe.” Biodiversity.Europa.Eu. 2017. https://biodiversity.europa.eu/topics/ecosystem-services. Dover, John W. 2018. “Introduction to Urban Sustainability Issues: Urban Ecosystem.” Nature Based Strategies for Urban and Building Sustainability, January, 3–15. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812150-4.00001-X. Jenks, M. (Michael), Katie. Williams, and Elizabeth Burton. 2000. Achieving Sustainable Urban Form. E & FN Spon. https://books.google.it/books/about/Achieving_Sustainable_Urban_Form.html?id=cO_BWyZx8P4C&redir_esc=y. Kaufman, M.A. 2016. “A Feasibility Growth Study of Native Mosses Associated with Self-Sustaining Flora on Vertical Infrastructure.” In International Conference on Transportation and Development 2016: Projects and Practices for Prosperity - Proceedings of the 2016 International Conference on Transportation and Development, 683–95. https://doi.org/10.1061/9780784479926.063. Ottelé, Marc, Katia Perini, A.L.A. Fraaij, E.M. Haas, and R. Raiteri. 2011. “Comparative Life Cycle Analysis for Green Façades and Living Wall Systems.” Energy and Buildings 43 (12): 3419–29. https://doi.org/10.1016/J.ENBUILD.2011.09.010. Park, J.-E., and H. Murase. 2008. “Evapotranspiration Efficiency of Sunagoke Moss Mat for the Wall Greening on the Building.” In American Society of Agricultural and Biological Engineers Annual International Meeting 2008, ASABE 2008, 6:3612–21. Perini, Katia. 2018. “Life Cycle Assessment of Vertical Greening Systems.” In Nature Based Strategies for Urban and Building Sustainability, 333–40. Butterworth-Heinemann. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812150-4.00030-6. Rees, William E. 1997. “Urban Ecosystems: The Human Dimension.” Urban Ecosystems 1 (1): 63–75. https://doi.org/10.1023/A:1014380105620. Rosasco, Paolo. 2018. “Economic Benefits and Costs of Vertical Greening Systems.” Nature Based Strategies for Urban and Building Sustainability, 291–306. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812150-4.00027-6. Sitta, V. 1983. A living epidermis for the city, Landscape Australia, 4(83), 277-286.

United Nations Department of Economic and Social Affairs Population Division. 2018. “The World’s Cities in 2018.” In The World’s Cities in 2018 - Data Booklet, 34. https://www.flickr.com/photos/thisisin.