Elementi progettuali e bilancio tecnico
La struttura di copertura che costituisce il supporto di base deve essere progettata a regola d’arte e rispettare tutte le relative normative in vigore. Il supporto, costituito da massetto in calcestruzzo gettato in opera o in elementi prefabbricati, in legno oppure in lamiera grecata, dovrà presentarsi liscio, asciutto, pulito, con angoli a spigoli regolari e pendenze già realizzate verso gli scarichi.
Pendenze: si consigliano pendenze minime > 1% già realizzate verso i bocchettoni di scarico che dovranno essere di dimensioni ca. 80 – 100 mm ed in numero di almeno 1 ca. ogni 100 m², comunque uno ogni porzione di giardino pensile evitando che elementi sporgenti della copertura (lucernari, camini, bocchettoni ecc.) impediscano il libero flusso dell'acqua.
Nel caso in cui il sistema venga posato su una struttura portante esistente, deve essere in grado di sopportare il peso della stratigrafia nonché gli eventuali carichi accidentali come prescritto dalle normative vigenti.
E’ compito dell’ progettista effettuare tutte le verifiche statiche, strutturali, igrotermiche e dinamiche della struttura portante (sia essa pre-esistente o nuova.
Bisognerà assicurare inoltre:
- Presenza di un punto acqua su ogni superficie destinata a giardino pensile, avente le seguenti caratteristiche (verifica a cura della D.L.) : tubazione in polietilene di almeno un pollice, dotato di saracinesca, con una portata minima di 60 l/min. e pressione minima di 2 atm., nonché una forassite adatta al passaggio dei cavi di comando delle elettrovalvole che dovrà raggiungere il vano tecnico dove sarà previsto l’ alloggiamento della centralina di comando.
- Presenza di una gru idonea alla movimentazione dei nostri materiali, con operatore e con una portata minima di ton. 2 per tutta la superficie destinata a giardini pensili.
NOTE AGGIUNTIVE COPERTURE ESTENSIVE
- Agli angoli e bordi di soluzioni a verde pensile estensivo si dovrà prestare particolare attenzione all’azione depressiva del vento e quindi andrà previsto un adeguato appesantimento con la posa in opera di fasce di ghiaia tonda lavata (16/32 mm) di larghezza pari a minimo 50 cm o piastre in calcestruzzo.
- Poiché il giardino pensile in questione non sarà fruibile se non dai manutentori, dovrà essere previsto l’accesso alla manutenzione e dovranno essere previsti opportuni dispositivi di ancoraggio anticaduta a norma EN 795.
NOTE AGGIUNTIVE COPERTURE INCLINATE
- Per coperture con inclinazioni > 10° a completamento della fase esecutiva andrà verificata la necessità di inserire elementi rompitratta; tali elementi rompitratta dovranno contenere la spinta sviluppata della stratigrafia sopra prevista secondo le indicazioni dettagliate che deriveranno dalla progettazione specifica del verde pensile (dimensionamento e interasse massimo dei rompitratta a cura D.L.).
- Tali elementi fungeranno da appoggio per i pannelli di trattenimento del substrato vegetale.
Sulla lunghezza dei rompitratta dovranno essere previste interruzioni (ca. 30 cm) per garantire il deflusso delle acque di infiltrazione.
NOTE AGGIUNTIVE AREE PEDONALI/TRANSITABILI
- Nell’ipotesi di pavimentazione cementizia armata andranno previsti gli opportuni giunti di dilatazione.
- Sarà inoltre cura della progettazione studiare i sistemi di bloccaggio perimetrale degli elementi autobloccanti per evitarne il movimento.
- NOTA BENE: nelle zone transitabili da automezzi la pavimentazione autobloccante dovrà essere opportunamente confinata per evitare che le sollecitazioni dinamiche provocate dal transito dei veicoli siano causa di eventuali scivolamenti. Tali confinamenti potranno essere realizzati con cordoli in cls.
- Per evitare danneggiamenti del risvolto verticale dell’impermeabilizzazione, dovrà essere posizionato lungo tutti i perimetri un elemento ammortizzante , con la funzione di assorbire i movimenti della pavimentazione dovuti alle dilatazioni termiche. Tale elemento ammortizzante potrà essere realizzato con lastre di materiale espanso (previa interposizione di strato di separazione ove necessario) dello sp. di ca. 1 – 2 cm.
Con i sistemi Harpo è possibile creare un drenaggio continuo su tutta la superficie senza interruzioni, consentendo una progettazione e gestione dello smaltimento delle acque meteoriche completamente svincolata dalle scelte relative alla finitura superiore della copertura, ovvero, anche se la superficie finita verrà trattata con diverse soluzioni (zone a verde pensile, pavimentate pedonali, pavimentate carrabili, etc…) la copertura potrà essere considerata come un’unica piastra continua impermeabilizzata.
Ove sarà necessario realizzare:
• pavimentazioni di qualsiasi natura,
• cordoli o muretti di delimitazione o confinamenti zone verdi e zone pavimentate,
• plinti per ancoraggio di pergole o gazebo
• strutture di arredo pesante, etc…
sarà possibile realizzarli al di sopra del pannelli di drenaggio Harpo .
I vantaggi del drenaggio continuo con i sistemi Harpo
- Libera progettazione dei massetti delle pendenze : i massetti delle pendenze potranno essere realizzati indipendentemente dalle scelte architettoniche del progetto paesaggistico della copertura.
- Libera progettazione e gestione del sistema di smaltimento delle acque meteoriche verso gli scarichi che saranno posizionati liberamente in funzione dei massetti delle pendenze e indipendentemente da quanto realizzato sopra al pannello; si eviterà quindi un inutile soprannumero di scarichi che sarebbe inevitabile invece creando i confinamenti delle diverse aree sulla struttura.
- Nessun problema costruttivo : il progettista non è vincolato a subordinare la progettazione dell’evacuazione delle acque meteoriche alle esigenze della soluzione estetica.
- Libertà progettuale : sarà possibile la modifica delle soluzioni in qualsiasi fase del progetto (variazioni percentuali in metratura fra aree verdi e aree pavimentate per. es.) grazie al posizionamento degli scarichi in totale indipendenza dalle stratigrafie sovrastanti.
- Maggiore affidabilità dell’impermeabilizzazione poiché l’installatore si troverà ad eseguire l’impermeabilizzazione di una superficie continua e regolare, riducendo in modo significativo l’esecuzione di dettagli costruttivi, che risultano essere i punti critici di una impermeabilizzazione, quali, risvolti, angoli, fissaggi che saranno necessari solo sui perimetri della copertura o eventualmente solo in prossimità di corpi emergenti.
Si procederà quindi come di seguito descritto:
Prima fase
- definizione dei massetti delle pendenze (pendenza minima >1%)
- definizione del numero e posizionamento degli scarichi (minimo uno scarico Ø 100 mm ogni 100 mq di superficie)
- impermeabilizzazione di tutta la superficie
Seconda fase
- posa del drenaggio su tutta la superficie della piastra; a seconda delle soluzioni che seguiranno sarà possibile integrare diversi tipi di drenaggio
- definizione e realizzazione delle diverse soluzioni di finitura direttamente al disopra dei pannelli di drenaggio
- realizzazione di cordoli di delimitazione e/o confinamento zone verdi e zone pavimentate con elementi prefabbricati, elementi in pietra o gettati direttamente in opera sul drenaggio sottostante.
ESEMPI
Realizzazione di impermeabilizzazione continua su tutta la superficie, posa del drenaggio continuo MediDrain su tutta l’area di intervento, successivamente si procede con la realizzazione di muretti, cordoli di contenimento, pavimentazioni e soluzioni a verde pensile realizzati al di sopra del drenaggio continuo lasciando quindi al di sotto del drenaggio il libero deflusso delle acque meteoriche.
L'impermeabilizzazione affidabile per il vostro giardino pensile
Premessa fondamentale alla realizzazione di una stratigrafia zavorrata a verde pensile è prevedere unaimpermeabilizzazione affidabile. Per esserlo, deve soddisfare i seguenti requisiti:
• tenuta all'acqua
• resistenza alle radici
• resistenza ai microrganismi
L'esperienza insegna che le membrane per coperture zavorrate a verde pensile sono soggette a tipi di stress diversi rispetto alle membrane per coperture a vista. Le condizioni microclimatiche presenti immediatamente sopra la membrana di impermeabilizzazione originate dalla presenza della zavorra impongono in maniera essenziale la scelta di membrane di copertura dalle caratteristiche più appropriate.
Le membrane Harpoplan ZDUV , appositamente concepite per l'impermeabilizzazione di coperture zavorrate, vengono prodotte con una formulazione specifica per questo tipo di applicazioni. Sono manti sintetici in PVC, rinforzati con una griglia in fibra di vetro, resistenti ai microrganismi e resistenti alle radici secondo norma EN 13948. La membrana è inoltre resistente ai raggi UV.
Il risultato è una membrana con le seguenti caratteristiche
- estremamente durevole
- idonea a svolgere la funzione d'impermeabilizzazione in coperture piane zavorrate ed accessibili
- applicazione a posa libera con saldatura a caldo delle giunzioni sotto zavorra con fissaggi perimetrali
- ottima stabilità dimensionale
- resistente alla penetrazione delle radici e quindi soluzione ideale per impermeabilizzare coperture a verde pensile senza prevedere ulteriori fogli antiradice e garantiscono il perfetto mantenimento della tenuta idraulica nel tempo
PRESTAZIONI PRINCIPALI DELLE COPERTURE A VERDE
Miglioramento delle prestazioni delle coperture a verde pensile, attraverso l’applicazione della norma UNI 11235, riducendo nel contempo spessori e carichi della copertura.
CARICHI E SPESSORI
Un sistema a verde pensile totalmente conforme alla norma UNI 11235 è sempre pensato in modo da ridurre spessori e carichi sui solai.
Ciò consente di ottenere un risparmio economico per il committente e l’impresa costruttrice, perché si possono ridurre le portate strutturali dei solai. Riducendo i carichi determinati da spessori elevati di terreno, da un punto di vista etico ed ambientale, si riduce l’impatto ambientale potendo consumare meno ferro e meno inerte. Da un punto di vista architettonico si possono aumentare i volumi interni a parità di volumi esterni, se questi vengono calcolati sull’estradosso del terreno.
Si ribadisce quindi l’opportunità di mantenere gli spessori di substrato ai livelli minimi necessari previsti dalla norma, vedi tabella qui di seguito inserita.
| Tipo di vegetazione | Spessore dello strato culturale (cm) |
|---|---|
| Sedum | 8 |
| Erbacee perenni a piccolo sviluppo | 10 |
| Grandi erbacee perenni, piccoli arbusti tappezzanti | 15 |
| Tappeti erbosi | 15 |
| Arbusti di grande taglia e piccoli alberi | 30 |
| Alberi III grandezza (piccola dimensione) | 50 |
| Alberi II grandezza (media dimensione) | 80 |
Nel caso di posa a dimora di alberature, sarà possibile realizzare delle ondulazioni in modo da raccordare lo spessore minore necessario per la soluzione a tappeto erboso e la soluzione ad alberi su spessore maggiore.
Si consiglia quindi la stesura di spessore di substrato variabile in funzione delle essenze vegetali da utilizzare, indicativamente può variare da 15 cm ove previsto solo tappeto erboso fino ad esempio a 50 cm ove prevista posa di alberatura di piccola dimensione (III grandezza).Anche a parità di spessore comunque, le coperture a norma UNI sono in genere molto più leggere di quelle in cui si utilizza il terreno naturale cosiddetto “di coltivo”.
Il peso medio di un substrato a norma in condizioni di massima saturazione è di circa 1400 kg/mc (il peso in condizioni di umidità naturale oscilla dai 1100 ai 1200 kg/mc), mentre quello di un terreno naturale è di 1800-2000 kg/mc, differenza sostanziale trovandoci ad operare sopra una soletta.
Attualmente le politiche di risparmio energetico nel settore abitativo dedicano grande attenzione alle prestazioni termiche offerte dall’involucro edilizio. A tal fine sono stati fissati dei requisiti minimi dei singoli elementi edilizi che devono venir rispettati in tutti i casi di nuova costruzione e in molti casi di ristrutturazione.
Tali requisiti minimi sono rappresentati a titolo esemplificativo e non esaustivo dai parametri di trasmittanza termica, massa superficiale e trasmittanza termica periodica.
L’analisi energetica complessiva dell’intero edificio che porta alla previsione quantitativa dell’energia richiesta per la climatizzazione e dunque alla certificazione energetica, costituisce lo step successivo.
Questa dipende, oltre che dalle prestazioni dei singoli materiali, da tutto il complesso delle caratteristiche architettoniche, dall’impianto termico e dal contesto climatico. Analisi di questo tipo sono necessarie non solo al fine dell’ottenimento del permesso di costruire ma anche nel caso di compravendite, con l’obiettivo di sensibilizzare la popolazione sulla tematica favorendo un mercato che punti alla qualità energetica degli edifici.
Le coperture a verde pensile, allo stato attuale delle ricerche, riscuotono infatti un notevole interesse in particolare per quanto riguarda la climatizzazione estiva, tanto che sono state addirittura indicate nel DPR 2 aprile 2009, n°59 come soluzione utilizzabile per il contenimento del carico termico estivo.
Tuttavia, resta ancora molto lavoro da fare per giungere ad una facile quantificazione dei benefici in fase progettuale.
Per questo motivo la divisione verdepensile assieme a diverse università ha investito negli ultimi anni grandi energie nella ricerca sulle prestazioni termiche del verde pensile, concentrandosi principalmente sulle prestazioni estive e lasciando il comportamento invernale in secondo piano.
Nella ricerca che conduciamo gioca un ruolo importante non solo il tradizionale approccio termodinamico, ma anche una approfondita conoscenza ecofisiologica del bilancio termico attuato dalla vegetazione.
Concretamente il nostro impegno si è rivolto a cercare di definire per i nostri sistemi dei valori di trasmittanza termica sia periodica che stazionaria, di sfasamento e di attenuazione.
La trasmittanza termica indica l’energia che viene dispersa nel tempo dall’elemento edilizio per ogni mq di superficie e per ogni grado di differenza tra l’ambiente esterno e quello interno, ipotizzando che le condizioni climatiche siano stazionarie e non soggette a rilevanti oscillazioni. Condizioni di questo tipo si verificano approssimativamente durante il periodo invernale.
La trasmittanza termica periodica YIE, invece, è utile a descrivere il comportamento termico di una struttura edilizia in condizioni variabili tipiche del periodo estivo, con oscillazioni periodiche della temperatura attorno ad una temperatura di comfort.
Da questo parametro è infatti possibile ricavare il fattore di attenuazione ƒ, e lo sfasamento Δt.
Il fattore di attenuazione è un numero compreso tra 0 e 1, e descrive l’oscillazione massima di temperatura all’interno dell’elemento come percentuale dell’oscillazione esterna.
Ai = ƒAe
Con il termine “sfasamento” si intende invece il ritardo espresso in ore con cui il picco massimo di temperatura sulla superficie esterna, raggiunge la superficie interna.
ATTENUAZIONE: Il grafico esemplifica una simulazione teorica del comportamento termico di una copertura piana generica nel nord Italia. La curva blu rappresenta l’andamento delle temperature sulla superficie interna del tetto, la curva nera mostra l’andamento termico teorico sulla superficie esterna. L’oscillazione massima di temperatura sul lato interno è pari alla oscillazione massima esterna moltiplicata per il fattore di attenuazione.
SFASAMENTO: Il grafico esemplifica una simulazione teorica del comportamento termico di una copertura piana generica nel nord Italia. La curva blu rappresenta l’andamento delle temperature sulla superficie interna del tetto, la curva nera mostra l’andamento termico teorico sulla superficie esterna. È ben visibile il ritardo con cui l’onda termica raggiunge la superficie interna della copertura.
La nostra azienda, consapevole dei costi economici ed ambientali che l’irrigazione può comportare, si sta da tempo impegnando nella ricerca sistemi che sfruttino nel migliore dei modi le precipitazioni naturali del luogo, riducendo in modo consistente il volume d’acqua da fornire.
Per raggiungere l’obiettivo del risparmio idrico, è necessario un approccio che coinvolga tre step:
- l’efficace accumulo degli apporti gratuiti di precipitazione
- la riduzione del consumo d’acqua per evapotraspirazione
- il controllo dell’irrigazione
In questa ottica la Harpo Spa divisione verdepensile sta mettendo a punto una nuova linea di sistemi:
Linea R.I.C. (Risparmio Idrico Controllato)
SUBSTRATO HARPO
I recenti studi effettuati presso l'Università di Trieste sui nostri sistemi hanno evidenziato eccellenti prestazioni da parte del substrato artificiale Harpo nello sfruttare gli apporti meteorici gratuiti.
Il substrato Harpo infatti presenta una ottima capacità di infiltrazione e ridistribuzione dell'acqua al suo interno, accumula grandi quantità d'acqua e mantiene un rapporto tra acqua disponibile ed acqua trattenuta più alto rispetto tutti i substrati naturali.
Queste prestazioni permettono di sfruttare nel migliore dei modi le precipitazioni naturali del sito, pur mantenendo ottime prestazioni tecniche in fatto di peso e drenaggio. Il substrato Harpo è stato inoltre sviluppato per riuscire a fornire un chiaro segnale alla componente vegetale. La variazione progressiva e costante del potenziale idrico che si sviluppa durante il processo di disidratazione, infatti, stimola nelle piante l’attuazione di strategie di aumento dell’efficienza nell’uso dell’acqua ed un notevole risparmio.
FELTRO RITENTORE IDROMANT 4
Il più recente sviluppo delle nostre ricerche ha portato all’utilizzo dell’Idromant 4, precursore di una nuova generazione di tessuti-non-tessuti ritentori, al di sotto dei nostri sistemi drenanti.
A differenza dei comuni feltri di protezione e accumulo, in grado di accumulare pochi litri d’acqua che difficilmente vengono trattenuti per più di 24 ore, l’Idromant 4 è capace di accumulare più di 8 litri al mq, un accumulo importante che, oltretutto, avviene nella zona più profonda del sistema, proteggendolo dall’evaporazione diretta e dall’utilizzo da parte di piante infestanti (avente di solito radici molto superficiali). Inoltre, grazie ad un potenziale matricale maggiore rispetto i comuni tessuti-non-tessuti, l’idromant trattiene l'acqua per tempi notevolmente più lunghi.Tuttavia, l’aspetto di maggior interesse risiede proprio nella curva di potenziale caratteristica del materiale, che si avvicina maggiormente alla curva tipica del nostro substrato, permettendo a questo di lavorare in modo maggiormente coordinato con il substrato e valorizzando le prestazioni di sistema.
Le ricerche attualmente proseguono, sotto la supervisione di diversi atenei italiani, al fine di incrementare il know how sull’idraulica della componente vegetale e di sviluppare i nostri sistemi a verde pensile per permettere un efficace e preciso controllo dell’irrigazione, calibrato sulle caratteristiche stesse del substrato, dei feltri e della vegetazione.
Tuttavia, l’aspetto di maggior interesse risiede proprio nella curva di potenziale caratteristica del materiale, che si avvicina maggiormente alla curva tipica del nostro substrato, permettendo a questo di lavorare in modo maggiormente coordinato con il substrato e valorizzando le prestazioni di sistema. Le ricerche attualmente proseguono, sotto la supervisione di diversi atenei italiani, al fine di incrementare il know how sull’idraulica della componente vegetale e di sviluppare i nostri sistemi a verde pensile per permettere un efficace e preciso controllo dell’irrigazione, calibrato sulle caratteristiche stesse del substrato, dei feltri e della vegetazione.
IL VERDE PENSILE PROFESSIONALE
La realizzazione di una copertura a verde secondo la norma UNI 11235 garantisce alcuni aspetti fondamentali:
- Possibilità di esprimere le prestazioni della copertura in modo preciso ed univoco
- Conformità allo stato dell’arte, cioè possibilità di operare secondo una “regola dell’arte” chiaramente definita
- Possibilità per la direzione lavori di controllare le prestazioni in base a precisi riferimenti normativi, ogni prestazione viene espressa in funzione di un test normalizzato, prevalentemente secondo le norme UNI EN, qualora esistenti, o secondo altre norme internazionali, nazionali o regionali.
La norma UNI 11235 è una norma prestazionale e definisce i requisiti minimi per ognuno degli elementi utilizzati nel sistema. Inoltre precisa quali sono gli elementi primari, quelli cioè che devono essere sempre presenti
- Elemento portante
- Elemento di tenuta all’acqua
- Elemento di protezione all’azione delle radici
- Elemento di protezione meccanica
- Strato drenante
- Strato di accumulo idrico
- Elemento filtrante
- Strato colturale
- Strato di vegetazione
E' consentito che alcuni di questi elementi possano essere integrati in un unico materiale (es. protezione meccanica ed accumulo idrico)
Tutti i singoli componenti del sistema Harpo verdepensile, fino al substrato compreso, sono rispondenti a quanto previsto dalla NORMA UNI – 11235 “ istruzioni per la progettazione, l'esecuzione e la manutenzione di coperture a verde ".
La nostra azienda inoltre è impegnata nella ricerca scientifica su diversi fronti per poter fornire dettagliati valori prestazionali dei sistemi proposti
Prestazioni principali delle coperture a verde
PROPRIETÀ DEL SUBSTRATO
Le proprietà di un terreno naturale sono soggette ad un'estrema variabilità, per cui ne è difficile esprimerne le prestazioni, pur eseguendo numerose e costose analisi. Al contrario un substrato per coperture a verde, essendo costruito ad hoc, offre al tecnico una serie di performance certe ed esalta le caratteristiche necessarie in una copertur
- Possibili problemi conseguenti all’utilizzo di terreni naturali:
- Eccessiva compattazione: perdita di permeabilità, asfissia per le radici, riduzione dello spessore totale.
- Perdita delle caratteristiche agronomiche: scarsa capacità di trattenimento dei nutrienti, variazione del ph nel
tempo. - Scarsa ritenzione idrica: maggiori oneri in termini di irrigazione.
- Peso elevato: sovradimensionamento della struttura.
- Cure maggiori: costi di manutenzione elevati.
- Vantaggi dei substrati a norma UNI 11235:
- Bassa comprimibilità nel tempo.
- Rapporto ideale acqua-aria per l’apparato radicale.
- Elevata capacità di scambio cationico, capacità cioè di trattenere i nutrienti, minore fertilizzazione
- Elevata ritenzione idrica: riduzione dell’apporto d’acqua di irrigazione.
- Manutenzione ridotta
In conclusione con l'utilizzo dei substrati a norma si ottiene una drastica riduzione dei costi di gestione in termini di irrigazione, concimazione, manutenzione, creando al contempo condizioni ottimali per la crescita delle piante, senza dover ricorrere all'asportazione di suoli naturali e ricorrendo a spessori ridotti.
Rimane da sottolineare che non tutti i prodotti sono uguali e che sarà comunque onere del progettista o del committente accertarsi e scegliere il livello prestazionale del prodotto da utilizzare.
ELEMENTO FILTRANTE
L’interazione che si crea fra terreno ed il filtro qualora non correttamente valutata, può produrre fenomeni di intasamento che possono portare alla perdita totale di funzionalità del sistema. Le caratteristiche dell’elemento filtrante devono essere definite in base alla granulometria del terreno utilizzato, in modo da innescare all’interno del terreno la formazione di un filtro naturale detto filtro rovescio, in grado di evitare la migrazione delle particelle fini o l’intasamento del filtro. La norma UNI 11235 prevede anche in questo caso requisiti minimi.
ELEMENTO DRENANTE
Gli elementi drenanti devono essere dimensionati in modo da garantire l’evacuazione dell’acqua in eccesso. Anche in questo caso la capacità drenante va definita in funzione della pioggia critica, dell’inclinazione e dimensioni del solaio, del coefficiente di deflusso del sistema.
ELEMENTO DI ACCUMULO ED AERAZIONE
Queste funzioni sono spesso integrate nell’elemento drenante. In sostanza il sistema deve garantire, anche in caso di completa saturazione, la presenza di ossigeno per le radici; nel contempo il sistema deve trattenere un quantitativo d’acqua sufficiente per creare un effetto volano fino al nuovo apporto d’acqua che può essere convogliato dalla pioggia o tramite impianti di irrigazione.
VEGETAZIONE
La norma UNI 11235 prevede spessori minimi di substrato a norma in funzione della vegetazione da utilizzare. Ad esempio 8 cm per una copertura a sedum, 10 per le erbacee perenni, 15 per il prato ecc. Questi sono da intendersi come spessori minimi per cui dovranno essere verificati in funzione delle condizioni locali, esposizione, vento e così via.
ELEMENTO DI PROTEZIONE ALLA PENETRAZIONE DELLE RADICI
Può essere integrato con l’elemento di impermeabilizzazione, in questo caso la membrana deve passare il test EN 13948 e garantirà quindi tenuta all’acqua e tenuta alle radici.
CONCLUSIONI
Richiedere che un sistema sia a norma UNI 11235 significa assicurarsi che, sia per il sistema che per i suoi componenti, vengono soddisfatti requisiti minimi, verificabili.
Oltre a ciò va considerato che in un sistema a verde pensile ogni elemento interagisce intimamente con gli altri, per cui è necessario conoscere i meccanismi intrinseci del sistema in termini meccanici, idraulici e fisici. Ogni elemento trattiene l’acqua in funzione della sua capacità di assorbimento, di ritenzione e la rilascia in funzione del suo potenziale idrico.
Gli elementi non si devono compenetrare. Si devono poter prevedere e controllare gli effetti delle variazioni fisiche e meccaniche del sistema nel tempo.
Una corretta messa a punto di un sistema a verde pensile garantisce una vita molto lunga al sistema, rendendo minime le operazioni di manutenzione e l’apporto idrico dell’irrigazione.
Oggi siamo in grado di mettere a disposizione del tecnico e dell’utente queste nozioni in forma di sistemi completi per il verde pensile.
Risulta chiaro al contrario che un sistema “fai da te” non potrà che incontrare un serie innumerevole di incognite per mancanza di consapevolezza tecnica.
Una delle funzioni principali delle coperture a verde è quella di regimare le acque piovane ritardandone il flusso
verso gli impianti di smaltimento.
La capacità del verde pensile di regimare le acque meteoriche viene misurata con il “coefficiente di deflusso” che viene espresso mediante la lettera greca Ψ (psi).
Ψ rappresenta, per una determinata superficie, il rapporto tra l’acqua piovana che viene rilasciata e l’acqua piovana che viene captata in uno specifico intervallo di tempo.
Se, ad esempio, in 24 ore su una superficie cadono 500 mm di pioggia e ne vengono rilasciati 300 il coefficiente di deflusso sarà Ψ=0,6 (300/550), ciò significa che la superficie rilascia il 60% dell’acqua meteorica captata nell’intervallo considerato.
Il coefficiente Ψ varia tra 0 e 1.
A coefficiente uguale a zero corrispondono superfici per le quali è nulla la quantità di acqua rilasciata. A coefficiente uguale a 1 corrispondono superfici che rilasciano il 100% dell’acqua captata.
Poiché una delle principali motivazioni per cui viene prescritta una copertura a verde è sicuramente lasalvaguardia della permeabilità dei suoli, quando per la soluzione a verde, la sola prescrizione richiesta è la “permeabilità”, senza definire il valore della stessa e senza definire uno spessore minimo dello strato permeabile, tale prescrizione risulta molto aleatoria ed insufficiente. Uno strato di argilla ad esempio si comporterà in modo molto simile ad uno strato di asfalto, inficiando quindi l’obiettivo del prescrivente, uno strato di ghiaia invece anche se permeabile trattiene molta poca acqua.
Il coefficiente di deflusso esprimendo il rapporto tra acqua “piovuta” e l’acqua rilasciata in un certo lasso di tempo è quindi direttamente correlato con i tempi e le portate dei deflussi nel sistema fognario.
Confrontiamo fra loro alcuni coefficienti di deflusso:
| Materiale | Spessore dello strato culturale (cm) |
|---|---|
| Argilla | Ψ=1 |
| Ghiaia | Ψ=0,7 |
| Sistema Harpo verdepensile a tappeto erboso con 20 cm di substratoi | Ψ=0,2 (*) (il sistema rilascia il 20% dell’acqua meteorica piovuta) |
Ancora più vaga ed aleatoria è la specifica di uno spessore minimo. Per sistemi a verde pensile, una prescrizione corretta dovrebbe richiedere al substrato caratteristiche fisiche, agronomiche e chimiche in modo da accertarsi che venga utilizzato un terreno idoneo alla crescita delle piante.
CONCLUSIONI
Il coefficiente di deflusso risulta parametro fondamentale per il corretto dimensionamento della rete di smaltimento delle acque meteoriche e del dimensionamento degli scarichi, in quanto consente una significativa ottimizzazione dello stesso, considerando effettivamente il contributo del sistema a verde pensile proposto, in termini di rapporto tra acqua “piovuta” e acqua rilasciata.
Vantaggi:
- Riduzione significativa del numero degli scarichi per l’ evacuazione delle acque meteoriche
- Libera progettazione e gestione del sistema di smaltimento delle acque meteoriche verso gli scarichi che saranno posizionati liberamente in funzione alle esigenze progettuali e indipendentemente da quanto realizzato sopra al pannello di drenaggio se verrà integrato nel progetto anche il concetto di drenaggio continuo
- Libero posizionamento degli scarichi in funzione alle esigenze progettuali in quanto nota la lunghezza massima di drenaggio dei sistemi proposti
- Libera progettazione dei massetti delle pendenze
- Meno scarichi = meno punti critici a livello dell’impermeabilizzazione
- Meno scarichi = meno punti soggetti ad ispezione e monitoraggio nelle fasi di manutenzione
Per il calcolo della quantità di acqua meteorica da smaltire Q in l/s*m attraverso lo strato drenante, vanno quindi richiesti i seguenti dati:
| Dati | quantità per lo smaltimento |
|---|---|
| Dati climatici | I = intensità di pioggia in l/s |
| Caratteristiche geometrica della copertura di progetto | A = area effettiva da drenare in m² L = lunghezza massima di drenaggio |
| Performance del sistema a verde pensile proposto (a norma UNI 11235) | Ψ = coefficiente di deflusso certificato da istituto indipendente |
| Coefficiente di rischio | Cr = coefficiente di rischio che può variare da 1 a 3 a seconda dell’importanza dell’opera. |
Una volta determinato la quantità d’acqua critica da smaltire vanno individuate le prestazioni che lo strato drenante deve garantire per poter adeguatamente fronteggiare tale evento critico. Le prestazioni del pannello dipendono dal parametro “i” = “gradiente idraulico” o inclinazione.
Le caratteristiche che i substrati per verde pensile devono avere sono molto particolari poiché il giardino su una soletta di copertura è portato a condizioni estreme e il “fai da te” in questi progetti rischia di compromettere un risultato affidabile e duraturo nel tempo che garantisca alle piante condizioni di vita idonee.
Substrato culturale: è lo strato dove le piante traggono nutrimento ed è l’elemento fondamentale del sistema.
Il substrato Harpo è a NORMA UNI 11235.
PROPRIETÀ DEL SUBSTRATO PER COPERTURE A VERDE PENSILE
Le proprietà di un terreno naturale sono soggette ad un’estrema variabilità, per cui ne è difficile esprimerne le prestazioni,
pur eseguendo numerose e costose analisi.
Al contrario un substrato per coperture a verde, essendo costruito ad hoc, offre al tecnico una serie di performance certe ed
esalta le caratteristiche necessarie in una copertura.
- Possibili problemi conseguenti all’utilizzo di terreni naturali:
- Eccessiva compattazione: perdita di permeabilità, asfissia per le radici, riduzione dello spessore totale.
- Perdita delle caratteristiche agronomiche: scarsa capacità di trattenimento dei nutrienti, variazione del ph nel
tempo. - Scarsa ritenzione idrica: maggiori oneri in termini di irrigazione.
- Peso elevato: sovradimensionamento della struttura.
- Cure maggiori: costi di manutenzione elevati.
- Vantaggi dei substrati a norma UNI 11235:
- Bassa comprimibilità nel tempo.
- Rapporto ideale acqua-aria per l’apparato radicale.
- Elevata capacità di scambio cationico, capacità cioè di trattenere i nutrienti, minore fertilizzazione
- Elevata ritenzione idrica: riduzione dell’apporto d’acqua di irrigazione.
- Manutenzione ridotta
In conclusione con l’utilizzo dei substrati Harpo a norma UNI 11235 si ottiene una drastica riduzione dei costi di gestione in termini di irrigazione, concimazione, manutenzione, creando al contempo condizioni ottimali per la crescita delle piante, senza dover ricorrere all’asportazione di suoli naturali e ricorrendo a spessori ridotti.
Rimane da sottolineare che non tutti i prodotti sono uguali e che sarà comunque onere del progettista o del committente accertarsi e scegliere il livello prestazionale del prodotto da utilizzare.
A parità di spessore, le coperture a norma UNI sono in genere molto più leggere di quelle in cui si utilizza il terreno naturale cosiddetto “di coltivo”.
Il peso medio del substrato Harpo a norma in condizioni di massima saturazione è di circa 1300/1400 kg/mc (il peso in condizioni di umidità naturale oscilla dai 1100 ai 1200 kg/mc), mentre quello di un terreno naturale è di 1800-2000 kg/mc, differenza sostanziale trovandoci ad operare sopra una soletta.
| Requisiti necessari per un idoneo substrato per giardino pensile | Rischi del "fai da te" |
|---|---|
| Rispetto di opportune curve granulometriche |
|
| Corretto equilibrio tra parte minerale e parte organica a seconda della tipologia di inverdimento |
|
| Peso ridotto a massima saturazione idrica |
|
| Elevata capacità drenante a massima saturazione idrica |
|
| Permeabilità |
|
| Contenuto in aria |
|
| Bilanciato rapporto aria/acqua a massima saturazione idrica |
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| Buona capacità di ritenzione idrica |
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| Struttura fisica e chimica stabile |
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| Ottima resistenza al gelo |
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| Ridotto compattamento nel tempo |
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| Assenza di semi di infestanti |
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Particolare importanza viene data, nella produzione dei substrati alle caratteristiche chimiche come la salinità, il pH , la capacità di adsorbimento e il potere tampone.
IMPORTANZA DEI PARAMETRI FISICI DEL SUBSTRATO COLTURALE
- Densità (peso)
I sistemi a verde pensile sono pensati e realizzati per minimizzare i carichi, al fine di risparmiare nelle strutture di sostegno e per poter intervenire su solai con bassi carichi disponibili. - Granulometria
Una opportuna distribuzione granulometrica è necessaria per garantire la stabilità strutturale del substrato, in modo da evitare fenomeni di compattazione nel tempo che andrebbero a ridurre l’aria e la capacità di ritenzione idrica. La granulometria è strettamente connessa con la scelta del geotessile filtrante, che non si deve intasare nel tempo, vanno quindi effettuate le verifiche di compatibilità con le note formule di filtrazione dei geosintetici. - Permeabilità
La permeabilità dei substrati per verde pensile deve essere elevata per evitare ristagni d’acqua che potrebbero determinare una condizione di asfissia per l’apparato radicale. La permeabilità deve essere garantita nel tempo - Volume d’acqua a pF1
L’acqua presente nel substrato a pF1 (cioè applicando al campione di substrato una pressione di estrazione dell’acqua pari a quella esercitata da una colonna d’acqua di 10 cm) corrisponde al volume massimo d’acqua che può essere trattenuto dal substrato. - Volume d’aria a pF1
E’ il quantitativo minimo di aria che deve essere presente nel substrato in condizioni sature. Garantisce la sopravvivenza delle piante evitando condizioni di anossia dell’apparato radicale e fenomeni di marcescenza.
IMPORTANZA DEI PARAMETRI CHIMICI DEL SUBSTRATO COLTURALE
- pH
L’acidità del substrato è importante per la vita delle piante e condiziona altri parametri come il CSC. - Capacità di scambio cationico (CSC)
La capacità di scambio cationico è la quantità di cationi che un materiale, detto scambiatore, può adsorbire e quindi trattenere o cedere. La CSC viene espressa in milliequivalenti per 100 grammi (meq/100g). Lo scambio cationico è fondamentale per trattenere e mettere a disposizione delle piante e dei microrganismi elementi quali Ca, Mg, K, N, ed indica la potenziale fertilità chimica del terreno. - Conducibilità elettrica
Il contenuto di sali solubili deve essere limitato entro certi valori in funzione della densità del substrato. Il metodo di determinazione della salinità è basato sulla conducibilità elettrica, da cui con semplici tabelle si può determinare il contenuto di sali. Una concentrazione di sali troppo elevata può ostacolare o impedire la capacità dell’apparato radicale di assorbire acqua e nutrienti. - Sostanza organica
La sostanza organica nei substrati per coperture a verde deve essere ridotta al minimo necessario. In quantità eccessiva comporterebbe un calo di spessore nel tempo e la variazione strutturale del substrato. Nelle coperture estensive renderebbe il substrato facilmente aggredibile dalle specie infestanti. - Macroelementi
Rappresentati principalmente da K, N e P. Un loro corretto bilanciamento è necessario allo sviluppo di piante sane e resistenti.
CARATTERISTICHE DEI SUBSTRATI HARPO
I substrati Harpo sono ottenuti dalla miscelazione in opportune percentuali che variano caso per caso di una parte minerale e di una parte organica.
Gli elementi che compongono la parte minerale, sono costituiti da materiali vulcanici quali lapillo vulcanico, pomice, laterizi frantumati, zeolititi, etc...; la parte organica presenta elementi quali torba, residui vegetali compostati, etc...
| Parte minerale | Proprietà |
|---|---|
| LAPILLO no crush | - elevata resistenza meccanica - granuli fortemente vascolarizzati che favoriscono il processo osmotico - presenza di aria - struttura stabile - resistenza ai cicli termici gelo/disgelo - ph neutro - leggerezza |
| POMICE | - elevata ritenzione idrica - leggerezza - controllo ph - resistenza al fuoco - inerzia termica - compensazione granulometrica |
| ZEOLITITI | - elevata ritenzione idrica - effetto strutturale |
| Parte organica | Proprietà |
|---|---|
| TORBA BALTICA | - elevata ritenzione idrica - effetto strutturale - riduce la formazione di muschi |
| COMPOST VEGETALE | - nutrimento piante - limita la formazione di muschi |
Di particolare interesse è l’impiego del laterizio frantumato, si tratta di materiale granulare prodotto con laterizi selezionati, frantumati e vagliati provenienti da puro scarto di produzione, presenta innegabili vantaggi per la salvaguardia dell’ambiente in quanto contribuisce a non spingere univocamente l’approvvigionamento di materiale in cave e offrendo, invece, interessanti possibilità per il riutilizzo di un materiale pregiato.
Il “segreto” dei substrati Harpo è il rigoroso controllo di qualità di tutte le materie prime che lo compongono e la costante verifica delle prestazioni che dovranno avere le miscele finali per garantire i requisiti principali, precedentemente descritti, richiesti dalla norma UNI 11235.
