Alberi, Isola di calore e comfort termico

Alberi, Isola di calore e comfort termico

Cos’è l’isola di calore?

E’ un fenomeno termico che consiste in un accumulo di calore che determina differenze di temperatura tra le diverse aree della città, ovvero un microclima più caldo all’interno delle aree urbane cittadine rispetto alle circostanti zone periferiche e rurali. Questo accade a causa della maggior concentrazione nei centri urbani di asfalto, cemento, edifici e altre superfici impermeabilizzanti e una minor presenza di vegetazione e specchi d’acqua.

Questo fenomeno influenza in maniera significativa il nostro benessere termico rendendo durissimo vivere e lavorare in città d’estate se non a caro prezzo, anche ambientale, con un uso massivo dei climatizzatori.

Cosa possiamo fare per ridurla?

Uno studio diretto da Stuart Gaffin della Columbia University effettuato nella città di New York già nel 2002 aveva rivelato come la presenza delle vegetazione nelle aree urbane avesse un effetto riduttivo sul fenomeno dell’isola di calore. Il team ha utilizzato i dati satellitari a infrarossi termici misurati in uno dei giorni più caldi dell’estate 2002 di New York e contemporaneamente ha anche raccolto dati sulla vegetazione.

Un confronto delle immagini mostra che dove la vegetazione è densa, le temperature sono più fresche.

L’immagine di sinistra mostra la temperatura, che va dal blu (caldo) al giallo (molto caldo). L’immagine di destra mostra invece la vegetazione, dal beige (sporadica) al verde intenso (densa). Le isole di calore urbane sono peggiori dove la vegetazione è scarsa o addirittura assente. Fonte NASA

Esaminando attentamente la relazione tra superficie della città, temperatura e consumo energetico, il Team ha concluso che la “forestazione urbana” e i tetti verdi potrebbero abbassare la temperatura della città e persino ridurre la domanda di aria condizionata e il consumi energetici.

Tralatro è notizia recente che la città di New York ha emanato un provvedimento col quale stabilisce che tutti i nuovi edifici e quelli che verranno ristrutturati ,commerciali o residenziali che siano, dovranno prevedere un tetto verde.

Come agiscono gli alberi per abbassare la temperatura e aumentare il nostro benessere termico?

L’efficacia delle masse vegetate nel raffrescamento è determinata dalla somma degli effetti di ombreggiamento ed evapotraspirazione.

Gli alberi formano un cono d’ombra nella quale il comfort termico è immediatamente maggiore sia grazie all’ombra diretta, sia grazie all’abbassamento della temperatura dell’aria nella “bolla d’ombra” che fa sì che il corpo umano scambi calore con un elemento (albero, edificio, pavimentazione…) ad una temperatura più bassa. Le chiome intercettano la radiazione solare diminuendo la temperatura radiante delle superfici che vengono ombreggiate, rispetto a quelle esposte alla radiazione solare.

Oltre all’ombreggiamento gli alberi agiscono nel raffrescamento grazie all’evapotraspirazione. Le piante, attraverso le radici, assorbono acqua dal suolo che trasmettono agli apparati fogliari sotto forma liquida. Nelle foglie l’acqua passa dallo stato liquido a quello di vapore, diffondendosi nell’atmosfera sottoforma di vapore acqueo. Questo fenomeno si indica con il termine di traspirazione, che sommata all’acqua che il suolo perde per evaporazione diretta, costituisce l’evapotraspirazione. Questo processo richiede energia: nella traspirazione un albero consuma 633 calorie per ogni grammo di acqua traspirata, calorie che vengono sottratte all’ambiente. Questa sottrazione di calore è consistente e significativa se si pensa che un albero adulto traspira fino a 450 litri di acqua al giorno, che significa 280 milioni di calorie assorbite da un albero adulto in fase vegetativa a giorno!

Più gli alberi costituiscono una massa vegetata, quindi sono numerosi e vicini, compatibilmente con le dimensioni e necessità di crescita, più il loro effetto raffrescante e termoregolatore è efficace.

Un altro fenomeno che lega alberi e isola di calore è il fenomeno delle brezze. L’isola di calore determina una brezza dall’esterno verso l’interno che spinge calore e inquinamento al centro delle strutture urbane. In presenza di vegetazione invece, dove la presenza di alberi è massiva, la temperatura si abbassa e si verifica la creazione di brezze che vanno dal verde verso il costruito con un benefico effetto raffrescante.

Oltre alla vegetazione anche altri elementi influiscono positivamente sulla riduzione dell’isola di calore: gli specchi d’acqua ad esempio, il posizionamento degli edifici e degli altri elementi che costituiscono la città rispetto ai venti e all’orientamento, o la scelta di un materiale rispetto ad un altro tenendo in considerazione anche il valore dell’albedo.

L’albedo è il coefficiente di riflessione solare che misura la percentuale di radiazione che riflette un materiale rispetto al totale della radiazione solare incidente. La maggiore o minore radiazione riflessa, e il conseguente minore o maggiore assorbimento, influenzano la temperatura di un corpo. L’albedo minima è 0, quando nessuna frazione di luce viene riflessa, il caso di un corpo nero, mentre l’albedo massima è 1, quando tutta la luce incidente viene riflessa, il caso di un corpo bianco. In sintesi  le superfici ad albedo elevato presentano temperature superficiali più basse e quindi un miglior comfort termico.

Negli USA si è stimato che l’uso di vernici chiare in copertura “white roof” e ombra prodotta da vegetazione porta ad una riduzione del fabbisogno energetico per raffrescamento pari al 18%. Niente male!

Considerando tutti gli elementi e gli accorgimenti che contribuiscono a ridurre l’isola di calore e a migliorare il comfort termico, un’attenta progettazione, integrata tra le competenze, può dare ottimi risultati. 

Le azioni citate si possono mettere in campo non solo nello spazio pubblico ma anche in quello privato, a casa o in azienda, considerando in alcuni casi di poter anche godere delle detrazioni fiscali di Ecobonus e Bonus Verde.