Come introdotto nel precedente articolo il proposito per il nuovo anno è quello di approfondire modelli di abitazione sostenibili.

In questo articolo approfondirò la descrizione delle Earthship, soprattutto come modello dal punto di vista energetico. Questi prototipi di sostenibilità “raw”, o integrale, sono adattabili a ogni clima della terra e sono in grado di mantenere una temperatura interna confortevole senza ricorrere a nessun impianto: non consumano né gas, né biomassa, né energia elettrica!

La teoria: “La casa come una batteria”

“Metti sul fornello due padelle: una sottile, tipo quelle di alluminio, e una molto più spessa con il doppio fondo e scaldale entrambe. Spegni il fornello. La padella sottile si raffredderà dopo pochi minuti mentre l’altra manterrà il calore più a lungo. Ciò accade perché è più spessa e possiede più massa dell’altra. È una migliore batteria per mantenere il calore”.

Liberamente tradotto da:

Reynolds, Michael (1990), Earthship: How to Build Your Own, Vol. 1, Solar Survival Architecture;

Per aumentare l’energia in qualunque sistema ci sono solo due modi: aumentare l’immissione di energia oppure trattenerla/immagazzinarla il più possibile.

In una Earthship si cerca di esasperare al massimo il secondo aspetto. Così facendo l’immissione di energia può avvenire esclusivamente attraverso fonti di energia rinnovabile e gratuita come: terra, sole, acqua e vento.
Attenzione però! C’è una differenza tra trattenere e immagazzinare: un isolamento trattiene la temperatura dell’aria, mentre la massa termica la immagazzina nella materia. Quando si sfrutta energia intermittente come quella solare, oppure fonti geotermiche costanti ma lente, è molto importante spingere il sistema a stivare temperatura nella materia piuttosto che nell’aria, poiché l’aria ha una capacità di accumulo inferiore e cede velocemente il calore, ma soprattutto influenza direttamente il comfort interno.

Principio di riscaldamento

Il mantenimento di una confortevole temperatura interna durante l’inverno viene quindi ottenuto solamente attraverso un corretto equilibrio tra: massa termica, isolamento, energia solare e una rudimentale forma di energia geotermica. A onor del vero le Earthship sono spesso dotate di un caminetto che però viene acceso raramente e non viene considerato come fonte di riscaldamento.

Un importante principio è quello di cercare di non utilizzare nessun tipo di impianto o apparecchiatura per produrre la temperatura voluta. Il percorso dell’energia termica viaggia su binari completamente separati da quelli delle altri fonti energetiche, ad esempio da quello dell’energia elettrica, ed essa viene generata e mantenuta in maniera diretta, senza trasformazioni energetiche.

Massa termica ed energia

La massa termica della Earthship viene realizzata attraverso la costruzione di spesse murature in terra/argilla sostenute da file sovrapposte di copertoni usati* e ulteriormente circondate in tutto il perimetro da altra terra di riporto.

La casa funziona come una batteria, ma da dove prende l’energia?
La prima strategia è quella di sfruttare la temperatura del sottosuolo che è più calda di quella esterna in inverno e viceversa in estate.

La casa viene costruita parzialmente al di sotto del livello del terreno in modo da sfruttare la temperatura costante che lì si trova, inoltre i grossi volumi di terra che la racchiudono simulano anch’essi le condizioni favorevoli del sottosuolo.

In secondo luogo per accumulare l’irraggiamento diretto va rivolta particolare attenzione alla pavimentazione, soprattutto nei sistemi con serra a guadagno diretto, perché rappresenta la superficie di accumulo primaria dell’irraggiamento solare. Le pavimentazioni vengono realizzate in materiali in grado di assorbire calore come terra cruda, o pietra, il legno va evitato perché è un materiale leggero e tendenzialmente isolante.

Serra bioclimatica

Il calore viene captato dalla serra che ricopre tutto il lato lungo ed esposto a sud della Earthship.

La serra completamente vetrata consente ai raggi del sole di penetrare all’interno e scaldare le superfici senza far fuoriuscire il calore (il famoso effetto serra!).

La vetrata ha un inclinazione che permette di sfruttare al massimo l’irraggiamento solare nei mesi invernali, viene cioè calcolata partendo dall’angolo dei raggi solari nel momento peggiore dell’anno cioè il solstizio d’inverno. Questa particolare inclinazione la rende meno esposta all’irraggiamento estivo: quando il sole è alto i raggi non riescono a penetrare pienamente all’interno della serra diminuendone così il surriscaldamento.

La serra è il cuore dell’abitazione, oltre ad essere la principale fonte di calore, ospita in sommità i pannelli solari e fotovoltaici, mentre al suo interno è possibile coltivare piante e addirittura qualche piccolo arbusto che produce cibo in qualunque stagione dell’anno.

Orientamento

Il mirabile obiettivo di un riscaldamento senza impianti può essere raggiunto solo attraverso un requisito fondamentale: un orientamento ottimale!

L’edificio si sviluppa lungo l’asse est-ovest. In questo modo si riesce a massimizzare l’esposizione della serra sul lato sud.

Come abbiamo visto la serra svolge più funzioni quindi è necessario posizionarla nel modo più efficiente possibile.

In secondo luogo il fattore forma, come evidenziato perfino dalla normativa italiana in merito all’efficientamento energetico, è anch’esso indispensabile. La casa deve essere compatta. Le Earthship sono dotate di una pianta rettangolare senza discontinuità. Una pianta quadrata o circolare sarebbe ancora più performante nel trattenere calore, ma limiterebbe la superficie captante a sud. Il design anche in questa scelta è coerente e tutto teso a massimizzare l’apporto solare.

Conclusioni prima parte

Come avrete intuito costruire in Italia una Earthship in piena regola potrebbe non essere così semplice a livello normativo.

Esistono comunque svariate possibilità di eludere i blocchi della normativa. Il terreno è minato semplicemente perché non vengono prese in considerazione forme che differiscano dalla tradizionale casetta dell’epoca passata. Forme dell’abitare che sono nate in un’epoca in cui avere un semplice riparo era più che sufficiente e in cui non si teneva conto del dispendio energetico.

In attesa di una normativa più aggiornata utilizzare questo modello come punto di partenza per costruire una nuova casa rimane comunque la cosa migliore che si possa fare.

*l’impegno di reimpiegare rifiuti nella costruzione è un principio fondamentale della Earthship.

Photo Credit: Jenny Parkins, CC BY-SA 2.0 <https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0>, via Wikimedia Commons