Soluzioni basate sulla natura nelle scuole: un modo verde per adattare gli edifici ai cambiamenti climatici a Solana de los Barros, Estremadura (Spagna)
Diversi tipi di tetti verdi, facciate verdi, pavimentazioni permeabili e sistemi di ventilazione sono stati testati in un edificio scolastico della Spagna per affrontare l'aumento delle temperature e della scarsità d'acqua. L'attuazione di un sistema di monitoraggio dettagliato ha rivelato risultati positivi che indicano un elevato potenziale di replica e una possibile integrazione di soluzioni basate sulla natura nel codice immobiliare nazionale.
In una scuola situata a Solana de los Barros (Badajoz, Estremadura, Spagna) sono state progettate e attuate diverse soluzioni basate sulla natura (NbS) per ridurre al minimo gli impatti climatici, nell'ambito del progetto EU LIFE myBUILDINGISGREEN LIFE. Il NbS implementato consiste in una serie di tetti verdi, facciate verdi e altri NbS diversi per ombreggiare e "raccolta dell'acqua" che sono destinati a: (i) mantenere basse le temperature interne durante i periodi caldi e, in quanto tale, ridurre al minimo il consumo di energia per il raffreddamento, ii) creare ombra e iii) migliorare la ritenzione idrica intorno agli edifici riducendo al minimo il deflusso dell'acqua piovana. È stato inoltre attuato un sistema di raccolta dell'acqua piovana per alimentare il sistema di irrigazione necessario per la manutenzione delle aree verdi della scuola. Per migliorare l'effetto di questi NbS, sono stati piantati più alberi in aree esterne ed è stato implementato un sistema di ventilazione automatizzato per la chiusura e l'apertura delle finestre nella scuola per raffreddare e ridurre la concentrazione di CO2 all'interno dell'edificio durante le ore notturne e mattutine. Un impianto di pavimentazione permeabile consente la crescita della vegetazione e facilita l'infiltrazione di acqua nel terreno, riducendo la quantità di acqua che entra nel sistema fognario.
Gli enti locali e regionali e la comunità educativa delle città e dei quartieri vicini sono stati attivamente coinvolti nel progetto per migliorare il potenziale di replicazione. Inoltre, parti interessate specifiche sono state impegnate a esaminare possibili modifiche del codice tecnico edilizio spagnolo e a discutere le possibilità di trasferire il NbS implementato in altri contesti. Nell'ambito dello stesso progetto myBUILDINGISGREEN LIFE, sono stati testati ulteriori edifici pilota situati in Portogallo per NbS.
Descrizione del caso studio
Sfide
Solana de los Barros è un comune spagnolo di 17 comunità autonome situato nella comunità autonoma di Badajoz.
Sulla base di modelli climatici sviluppati dall'IPCC e inclusi negli scenari regionali sui cambiamenti climatici per l'Estremadura, le temperature medie massime e minime in questa regione dovrebbero aumentare di circa 4ºC entro la fine del 21º secolo( scenario ad alte emissioni — A2). Considerando che nei mesi più caldi la temperatura può raggiungere i 35ºC, è di grande importanza adottare misure per contrastare l'aumento termico che si può sperimentare all'interno degli edifici. Inoltre, è stata osservata una diminuzione dei giorni freddi e un aumento dei giorni caldi. Se questa tendenza continua, ci si aspetta un aumento delle ondate di calore. Considerando lo stesso scenario, le precipitazioni annue dovrebbero diminuire leggermente entro la fine del 21ºsecolo, con una percentuale finale inferiore del 20 % rispetto ad oggi.
Gli edifici scolastici dovrebbero affrontare molteplici sfide nei prossimi decenni, chiedendo una ristrutturazione completa e una migliore considerazione delle misure di isolamento per garantire la salute e il benessere degli studenti e del personale scolastico.
In una prospettiva di cambiamento climatico, la gestione delle acque di deflusso rappresenta un'ulteriore sfida, che comporta un aumento del costo del trattamento delle acque reflue per le fogne e una diminuzione dell'acqua disponibile nelle falde acquifere.
Insieme ai cambiamenti climatici, come già riconosciuto dalla Millennium Ecosystem Assessment 2011, negli ultimi 50 anni la Spagna ha subito un processo accelerato e senza precedenti di alterazioni a causa dell'insostenibilità del modello di sviluppo economico predominante e dello stile di vita ad esso associato. Sono stati promossi drastici cambiamenti nell'uso del suolo, che sono attualmente il principale motore diretto del deterioramento degli ecosistemi e della perdita di biodiversità nel paese.
Obiettivi
L'obiettivo generale del NbS attuato è contribuire ad aumentare la resilienza degli edifici utilizzati per l'istruzione nella regione dell'Estremadura ai periodi sempre più frequenti di scarsità di calore e acqua causati dai cambiamenti climatici nei paesi dell'Europa meridionale, migliorando il benessere degli studenti e del personale che lavorano in questo tipo di edifici.
Per raggiungere questo obiettivo generale, questo caso di studio persegue una serie di obiettivi specifici:
- Migliorare la conoscenza di NbS a livello di edificio.
- Analizzare i costi-benefici di NbS come strumenti di adattamento ai cambiamenti climatici.
- Promuovere azioni di governance per migliorare la trasferibilità delle soluzioni attuate facilitandone l'inclusione nelle normative locali, regionali e nazionali.
- Trasferire e replicare i prototipi di NbS implementati e testati in questo caso di studio, attraverso iniziative di capacity building per personale specializzato.
Opzioni di adattamento implementate in questo caso
Soluzioni
Diversi NbS sono stati progettati, implementati e testati in una scuola elementare a Solana de los Barros (Badajoz, Estremadura, Spagna), nell'ambito del progetto myBUILDINGISGREEN LIFE.
Le misure attuate possono essere classificate in quattro categorie principali: tetti verdi, facciate verdi, ventilazione e sviluppo di aree esterne.
In primo luogo, i tetti verdi sono stati implementati nell'edificio scolastico. I tetti verdi sono un'opzione promettente per ridurre la temperatura negli edifici, aumentando al contempo la biodiversità locale, rendendo l'ambiente di vita più piacevole e fornendo l'opzione di un'esperienza di apprendimento diretta sull'adattamento ai cambiamenti climatici per gli studenti.
L'edificio pilota ha testato tre tipi di tetti verdi con una varietà di oltre 25 specie vegetali autoctone. La prima soluzione era un ampio tetto verde (mBiGCUVE 1), mentre la seconda era un tetto con una camera d'aria interna situata tra il tetto e il substrato vegetativo (mBiGCUVE 2). È stato testato per mantenere una temperatura più elevata, migliorando al contempo i livelli di umidità e riducendo così le richieste di irrigazione ausiliaria. La terza soluzione includeva un substrato più sostenibile (MBIG-SUS) che consente una migliore filtrazione dell'acqua piovana. La principale sostenibilità di questo substrato sta nel fatto che è composto da aggregati riciclati per la realizzazione del drenaggio del tetto. Due di questi tetti verdi riutilizzano l'acqua in eccesso per gravità per renderla disponibile per l'irrigazione.
La seconda categoria di NbS sono le facciate verdi. Il sistema di facciate verdi implementate comprende un sistema di fioriere incastonate su strutture metalliche parallele e perpendicolari alle facciate edilizie. Include piante rampicanti che proteggono la facciata dalla luce del sole. C'è anche un sistema di tenda da sole verticale con substrato minerale per la crescita verticale della vegetazione. Comprende piante per l'irrigazione idroponica che incorporano nutrienti nel sistema e ne consentono la crescita sul substrato minerale. In un corridoio interno dell'edificio, è stato installato un giardino verticale interno con un'ampia varietà di specie vegetali per mantenere adeguati livelli di umidità e contenere le alte temperature sperimentate in questa stanza. Questo sistema richiede una manutenzione continua e potatura per evitare la caduta della parete a causa del sovrappeso.
Successivamente, nell'edificio è stato incluso un sistema di ventilazione che consente di circolare aria fresca nella scuola durante le ore notturne e mattutine (9:30-10:00/12:30-13:00). Il sistema di ventilazione naturale indotto è stato creato programmando la chiusura automatica e l'apertura di cinque finestre. Questa misura raffredda l'ambiente e riduce le concentrazioni diCO2 indoor e favorisce la riossigenazione all'interno delle aule.
Ulteriori interventi sono stati effettuati nel parco giochi della scuola. Oltre a piantare alberi per l'ombreggiatura naturale, sono state attuate diverse misure, tra cui:
- Pergolato vegetale: comprende un sistema di fioriere impostato su strutture metalliche simili a quella descritta per la facciata verde ma senza ancoraggio alle facciate degli edifici. Comprende piante rampicanti decidui.
- Pavimentazione porosa: superfici permeabili che migliorano l'infiltrazione dell'acqua piovana, riducendo il deflusso nel sistema fognario. Questo tipo di pavimentazione permette anche la crescita della vegetazione naturale.
- Strutture in legno per ombreggiare aree ricreative: queste strutture sono situate in parchi giochi con un alto tasso di occupazione da parte degli alunni. Sono stati progettati in collaborazione con la comunità educativa dell'edificio pilota.
Al fine di misurare l'impatto delle soluzioni implementate nell'edificio pilota, è stato elaborato un piano di monitoraggio e sono state effettuate le misurazioni. Poiché NbS richiede molto tempo prima che tutti gli effetti diventino misurabili, il sistema di monitoraggio continuerà dopo la fine del progetto, fino alla primavera del 2028. Questo sistema di monitoraggio a lungo termine è stato incluso nel piano After-LIFE del progetto myBUILDINGisGREEN LIFE, disponibile nella sezione risultati del sito web del progetto. È stato istituito un quadro di 22 indicatori per misurare: a) cambiamento di temperatura (temperatura interna all'interno e nell'involucro dell'edificio, temperatura esterna e umidità e risparmio stimato di energia e riscaldamento); B) gestione dell'acqua (risparmio stimato relativo al consumo idrico e risparmio nella gestione delle acque piovane); c) gestione delle aree verdi (aumento della biodiversità vegetale e animale e numero di specie vegetali autoctone recuperate idonee all'integrazione nelle aree verdi); d) la qualità dell'aria interna e la riduzione del rumore (livelli di concentrazione CO2 all'interno delle aule, livelli di riduzione del rumore dall'esterno e livelli di inquinamento attraverso l'installazione di specie bioindicatrici e formazione nella loro osservazione); e) rigenerazione urbana (efficienza energetica e aumento delle aree verdi (superficie e percentuale)); f) governance e partecipazione (percezione dei cittadini della natura urbana, numero di politiche educative e piani strategici per l'adattamento ai cambiamenti climatici che includono NbS e processi partecipativi aperti); G) coesione sociale (numero di accordi con le parti interessate per eventuali attività di replicazione); H) salute pubblica e benessere (riduzione del numero di assenze degli alunni e dei congedi per malattia degli insegnanti) e i) opportunità economiche e occupazione (numero di posti di lavoro creati, creazione di nuove competenze nei lavoratori autonomi e nelle imprese legate alla NbS nel settore e riduzione dell'assenteismo del personale scolastico). Maggiori informazioni sul piano di monitoraggio sono reperibili in un video dedicato della formazione online creata nell'ambito del progetto myBUILDINGISGREEN LIFE.
Rilevanza
Caso sviluppato e implementato come misura di adattamento ai cambiamenti climatici.
Dettagli aggiuntivi
Partecipazione degli attori interessatI
L'attuazione della NbS è stata coordinata dall'autorità locale, il consiglio provinciale di Badajoz, e condotta da una società privata che ha ricevuto il progetto. È stato supportato da esperti del Consiglio nazionale delle ricerche spagnolo (CSIC) in questioni tecniche sugli edifici e per la selezione e la manutenzione degli impianti. La Fondazione CARTIF, con sede a Valladolid (Spagna), è stata uno dei principali partner tecnici durante la progettazione, l'implementazione e il collaudo del NbS.
Queste organizzazioni sono state sostenute dalle autorità locali coinvolte nei progetti di costruzione e dal personale scolastico in cui è stato attuato il NbS. Hanno facilitato la raccolta di dati sul consumo di elettricità, energia o acqua, le assenze degli studenti e degli insegnanti, ecc., e hanno assistito le campagne di campionamento seguendo le indicazioni degli esperti CARTIF e CSIC.
L'implementazione del NbS necessitava della partecipazione attiva della comunità educativa della scuola primaria al fine di supportarne la progettazione, l'implementazione del sistema di monitoraggio e la promozione delle attività organizzate nell'edificio pilota. Ci sono stati alcuni workshop partecipativi con gli studenti, i loro genitori e il personale scolastico per progettare il NbS dei parchi giochi in base alle loro reali esigenze. Gli studenti di questa scuola sono stati anche coinvolti in alcune iniziative di raccolta dati attraverso lezioni pratiche guidate dai loro insegnanti di scienze. Sono state utilizzate opportunità per diffondere l'importanza di NbS nell'adattare gli edifici ai cambiamenti climatici per le famiglie degli studenti e i vicini.
Tra gli eventi di divulgazione sono state organizzate tre mostre per mostrare le soluzioni implementate alla comunità educativa e agli abitanti dei dintorni. Quasi 100 persone hanno partecipato a questi eventi. Sono state organizzate anche una conferenza a Badajoz, un congresso a Madrid e due tavole rotonde online, con una partecipazione totale di oltre 400 persone. Inoltre, più di 100 notizie sono state pubblicate su vari media e sono state scambiate informazioni con varie piattaforme di conoscenza sull'adattamento ai cambiamenti climatici a livello nazionale e internazionale.
Infine, si sono tenuti due corsi faccia a faccia su tetti verdi e facciate verdi e un corso online sull'esperienza acquisita durante l'implementazione del NbS presso la scuola, con una partecipazione totale di oltre 250 persone.
Successo e fattori limitanti
I fattori che hanno favorito il successo delle azioni di adattamento sono stati la proficua collaborazione creata tra i partner del progetto e la comunità scolastica. Questo ambiente collaborativo ha permesso di progettare soluzioni su misura, rispondendo alle reali esigenze degli studenti e del personale scolastico. Ciò ha permesso anche di raccogliere dati utili a monitorare i risultati dell'adattamento. Anche la composizione dei partner del progetto, che riunisce competenze e competenze diverse, è stata fondamentale per progettare e monitorare correttamente le misure selezionate. Anche il programma di monitoraggio, che mostra risultati incoraggianti, è stato un fattore di successo. Possono essere utilizzati per replicare le soluzioni testate in altre scuole ed edifici.
Molte autorità locali, regionali e nazionali sono state coinvolte per studiare il potenziale di trasferibilità delle soluzioni progettate e testate. Tali istituzioni hanno fornito consulenza su diversi aspetti chiave quali: (i) incorporare NbS nel catalogo delle soluzioni edilizie del codice tecnico edilizio nazionale delle città, ii) progettare regolamenti comunali e regionali e incentivi fiscali per incoraggiare l'uso di questo tipo di soluzioni e (iii) conoscere le modalità per certificare gli edifici con NbS in base alle norme di sostenibilità negli edifici. Dopo il processo di consultazione, sono state firmate dichiarazioni di interesse con 8 comuni della provincia di Badajoz (Spagna) per promuovere l'uso di NbS per l'adattamento ai cambiamenti climatici negli edifici pubblici di questi comuni. Una lettera di sostegno è stata ottenuta dal ministero spagnolo dei Trasporti, della Mobilità e dell'Agenda Urbana che conferma l'interesse per il progetto e offre consulenza per la futura inclusione del progetto NbS nel codice tecnico dell'edilizia.
Questo edificio scolastico ristrutturato è diventato un riferimento nella regione dell'Estremadura per l'edilizia sostenibile da seguire in futuro. L'interesse per la sua manutenzione (fornito dal Consiglio provinciale di Badajoz e dal comune di Solana de los Barros) è molto alto.
Allo stesso tempo, sono stati riscontrati alcuni ostacoli che hanno ritardato alcuni dei compiti previsti e hanno reso necessario cercare soluzioni alternative per procedere con l'attuazione del progetto. Alcuni di questi ostacoli (necessari di capacità tecnica altamente specializzata) potrebbero ostacolare il potenziale di trasferibilità. I principali fattori limitanti sono riassunti di seguito:
- Limitata disponibilità locale di imprese edili in grado di attuare le misure. Per affrontare questo problema sono state individuate imprese specializzate a livello nazionale. La corretta stesura del progetto di costruzione è essenziale. Maggiore sarà il livello di dettaglio, maggiore sarà il successo del progetto. La specializzazione del lavoro (tetti verdi, sistemi di ombreggiatura NbS) richiede precedenti ricerche di mercato durante la stesura del progetto. Contattando professionisti del settore, è possibile ottenere condizioni e budget preliminari per l'esecuzione, che devono essere trasferiti al progetto insieme al resto del lavoro necessario. In questo modo si evitano problemi di esecuzione imprevisti o bilanci fuori mercato e possibili appalti pubblici che potrebbero non essere aggiudicati.
- Programmazione imprecisa dei servizi di manutenzione. Per mantenere NbS, è necessario un monitoraggio costante delle loro condizioni, soprattutto nei periodi caldi per garantire l'irrigazione e la disponibilità di acqua.
- Problemi conflittuali tra gli appaltatori per il funzionamento del sistema di controllo dell'irrigazione e mancanza di competenze tecniche per il suo utilizzo ottimale. È stato necessario cercare imprese specializzate in questo tipo di operazioni a livello nazionale e organizzare gare d'appalto pubbliche in modo appropriato.
- Alcune delle specie selezionate per l'uso nel NbS si sono rivelate poco adatte a sopravvivere in quelle condizioni ambientali. Nel corso del progetto alcune di queste specie vegetali sono state sostituite da altre specie provenienti da vivai provinciali o da contratti esterni.
- Mancanza di alcuni dati cruciali per valutare correttamente alcuni risultati di adattamento. I contatori dell'acqua non erano disponibili nell'edificio per misurare il consumo di acqua prima e dopo l'implementazione di NbS.
- Crescita lenta e insufficiente di spazi vegetali ombreggiati (viti vergini). NBS può richiedere molto tempo prima che i loro risultati siano misurabili. Problemi specifici con un basso tasso di crescita di alcune specie (vigna perfora) sono stati affrontati dal Royal Botanical Garden (RJB-CSIC), un servizio di consulenza specifico per il Consiglio Provinciale di Badajoz.
- Costi elevati di alcuni NbS. Un pavimento permeabile con attività fotocatalitica è stato sviluppato a livello di laboratorio, ma non è stato implementato nella scuola principalmente per ragioni di costo.
Costi e benefici
I vantaggi di NbS implementati nell'edificio scolastico sono molteplici, suggerendo che questi tipi di soluzioni possono essere parte di una risposta olistica a molteplici sfide. I vantaggi includono il risparmio nel consumo di elettricità e acqua, l'aumento della biodiversità locale, la creazione di corridoi verdi per gli impollinatori e il miglioramento dell'estetica degli edifici. L'uso di specie autoctone per rendere verdi gli edifici impedisce anche la diffusione di specie esotiche invasive.
Inoltre, NbS sta fornendo materiali viventi per l'istruzione degli alunni e si prevede che fornisca una migliore concentrazione e prestazioni degli studenti, un migliore benessere dei lavoratori scolastici e l'isolamento acustico delle aule. Alcuni di questi benefici possono essere misurati solo dopo alcuni anni e non sono sempre monetizzabili, anche se il loro valore è indiscutibile.
Tuttavia, entro la fine del 2023 (circa due anni dall'attuazione), i primi risultati delle attività di monitoraggio suggeriscono i seguenti risultati:
- Aumento di 1 991,20 m 2di area verde e 451,70 m 2di pavimentazione permeabile nell'edificio pilota.
- Riduzione di 5,4ºC della temperatura media delle superfici con tetti verdi rispetto a quelli senza vegetazione.
- Riduzione della temperatura all'interno delle aule a una temperatura inferiore a 27ºC (valore consigliato per il comfort termico interno) a settembre, dopo l'installazione del NbS. Nei mesi più caldi di giugno, luglio e agosto, questo obiettivo non è stato raggiunto ma la temperatura è diminuita rispetto alla situazione precedente. La riduzione desiderata dovrebbe essere raggiunta nei prossimi anni, quando lo stato di sviluppo della vegetazione è ottimale.
- Riduzione dell'acqua piovana perduta attraverso il deflusso da una media del 13 % nella situazione senza interventi al 3 % nell'edificio con le soluzioni implementate.
- Aumento di 77 specie animali (principalmente insetti volanti, mosche, zanzare e imenotteri) e colonizzazione di altre 16 specie vegetali autoctone nell'edificio ristrutturato rispetto alla situazione precedente. I dati sulla biodiversità saranno ancora più positivi dopo anni di maturazione degli ecosistemi creati dalle soluzioni basate sulla natura.
In termini di costi, la quota più significativa comprende i materiali necessari per l'installazione dei prototipi e il costo del personale coinvolto nelle varie fasi di progettazione, implementazione, monitoraggio e diffusione del NbS.
I costi iniziali per l'implementazione della soluzione per metro quadrato (m2) sono: 130.40-301,83 EUR/m 2 per i tetti verdi, 88,59-105,51 EUR/m2 per le facciate verdi, 54,29 EUR/m2 per i marciapiedi drenanti,2, 862,04 EUR/m 2 per le finestre automatiche, 252,71 EUR/m2 per il pergolato vegetale e circa 400 EUR/m2 per la piantagione di alberi (a seconda delle specie da piantare). Alcune stime approssimative dei costi di manutenzione sono state effettuate e incluse nel piano After-LIFE (sezione risultati del sito web del progetto).
Aspetti legali
Il principale quadro giuridico che regola l'infrastruttura verde in Spagna è composto dai seguenti regolamenti:
- Il codice tecnico spagnolo dell'edilizia. È il quadro normativo che stabilisce i requisiti di qualità di base che gli edifici devono soddisfare in relazione alla sicurezza e all'abitabilità stabiliti dalla legge 38/1999, del 5 novembre, del regolamento sulle costruzioni (LOE).
- La strategia nazionale spagnola per le infrastrutture verdi e la connettività e il ripristino ecologico. È entrato in vigore nel luglio 2021 ed è il documento di pianificazione strategica che disciplina l'attuazione e lo sviluppo delle infrastrutture verdi in Spagna, stabilendo un quadro amministrativo e tecnico armonizzato per l'intero territorio spagnolo, comprese le acque marittime soggette alla sovranità o giurisdizione nazionale.
- Il piano nazionale spagnolo per l'adattamento ai cambiamenti climatici (PNACC) 2021-2030. È lo strumento di pianificazione di base per promuovere un'azione coordinata contro gli effetti dei cambiamenti climatici in Spagna. Il PNACC abbraccia NbS come opzioni desiderate per le città, la pianificazione urbana e gli edifici.
Tempo di implementazione
L'attuazione di questo progetto è iniziata nel 2019 con la selezione dell'edificio pilota e si è conclusa nel 2021 con l'attuazione dell'NbS nella scuola selezionata. Le attività di disseminazione, le attività di monitoraggio e i lavori per incorporare NbS nel codice edilizio hanno avuto luogo negli anni successivi e dovrebbero durare fino al 2028.
Durata
L'edificio pilota è gestito dal Consiglio provinciale di Badajoz e dal comune di Solana de los Barros. A condizione che gli NbS siano ben mantenuti, la sua vita utile è stimata in oltre 30 anni.
Informazioni di riferimento
Contatto
Miguel Vega
Royal Botanic Garden (RJB-CSIC)
Calle Claudio Moyano, 2
Madrid 28014, Spain
Siti Web
Riferimento
Progetto C1 — Relazione di base degli edifici pilota
C5.2 — Relazioni (4) delle raccomandazioni per le riunioni di esperti
C5.5 — Piano di replicabilità dell'esperienza LIFE-myBUILDINGISGREEN
Progetto C5.6 — Piano finanziario per la replicabilità dell'esperienza LIFE-myBUILDINGISGREEN
Pubblicato in Climate-ADAPT Feb 05 2024 - Aggiornamento più recente in Climate-ADAPT Apr 30 2024
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