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- categoria Bambu
Le prestazioni strutturali del bambù in architettura
In tempi recenti l’utilizzo del bambù in architettura ha subito un aumento per via della crescente attenzione di architetti e istituzioni alla sostenibilità. Si tratta di un materiale da costruzione altamente sostenibile perché ha un ciclo di crescita breve (di circa quattro anni, contro i circa 20 delle conifere utilizzate per le costruzioni), cresce in modo molto rapido (alcune specie fino ad 1 metro al giorno) ed è in grado di assorbire fino a 9 tonnellate di CO2 all’anno.
Ma la sua sostenibilità è solo uno dei motivi che ne favoriscono la diffusione: un altro aspetto fondamentale da considerare sono le sue prestazioni strutturali, che lo rendono adatto ad essere utilizzato come struttura portante in architettura, oppure in alternativa all’acciaio come armatura, per esempio nelle strutture di fondazione in calcestruzzo.
La resistenza e la flessibilità del bambù sono caratteristiche da attribuire alle proprietà macroscopiche e microscopiche delle canne, di cui abbiamo trattato nell’articolo: “Come mai il bambù è cosi resistente?”. Vediamone alcune:
- Densità (asciutto): 500-800kg/m3
- Altezza culmo: 6-25m
- Spazio internodale: 250-500mm
- Diametro: 50-200mm
- Modulo elastico E: ~7000-17 000N/mm2
- Spessore della parete: >10% del diametro esterno
I valori di resistenza a trazione del bambù si avvicinano a quelli dell’acciaio, mentre i valori della resistenza a compressione sono vicini a quelli del calcestruzzo. Una combinazione vincente per un materiale completamente naturale, facilmente reperibile e con un livello di carbonio incorporato imbattibile dai tradizionali materiali da costruzione.
La flessibilità delle canne di bambù, ovvero la loro capacità di deformarsi flessionalmente senza spezzarsi, le rende adeguate anche all’utilizzo in ambito sismico. Gli edifici in bambù, per via dell’elasticità delle canne, la leggerezza delle strutture e la capacità di assorbire energia, hanno un’ottima risposta in caso di terremoti.
Il modulo elastico del bambù varia a seconda del contenuto di umidità della pianta, come da tabella che segue:
I dati, forniti dal Bambusa, specialisti in importazione e progettazione con il bambù, aiutano a comprendere le potenzialita’ di questo straordinario materiale.
Infine, l’elevata concentrazione di silice sull’esterno della pianta, rallenta la propagazione delle fiamme, il che rende il bambù assimilabile al legno per il calcolo della resistenza al fuoco (valore di reazione al fuoco intorno ai 0,6 mm/min). Trattamenti che prevedono l’immersione delle fibre in sali di borace e acido borico agiscono come ritardanti di fiamma, aggiungendo ulteriore resistenza al fuoco.
Le norme vigenti per le costruzioni in bambù
Le norme attualmente vigenti, che regolano le costruzioni in bambù sono:
- ISO 22157:2019 Strutture di bambù - Determinazione delle proprietà fisiche e meccaniche dei culmi di bambù
- ISO 22156:2004 Bambù - Progettazione strutturale, ma si richiedono ulteriori progressi nella standardizzazione delle costruzioni e delle certificazioni richieste.
- UNI 11842 - É di recente redazione l’adozione da parte dell’Ente Italiano di Normazione la norma UNI 11842 redatta tramite la determinazione delle proprietà fisiche e meccaniche dei culmi di bambù italiano seguendo gli standard ISO.
Inoltre, l’organizzazione internazionale per il bambù e il rattan (The International Bamboo and Rattan Organization) sta da tempo lavorando allo sviluppo di questi standard con un importante gruppo di esperti per avere una base legislativa solida che consenta un uso molto più diffuso di questo grande materiale in progetti di ogni tipo.
È sostenibile costruire con il bambù in un Paese in cui non è nativo?
Una risposta fondata alla domanda viene proprio da Bambusa, che ha commissionato un'analisi completa del ciclo di vita all'Unità di Analisi Energetica e Ambientale delle Biomasse del Gruppo di Ricerca Agroenergetica dell'Università Politecnica di Madrid.
L'obiettivo di questo studio era applicare l'analisi del ciclo di vita durante la fase di estrazione dei culmi di guadua come materia prima per la produzione di canne di bambù per uso strutturale. L'analisi comprendeva anche la lavorazione delle canne, il loro trasporto in Spagna, lo stoccaggio e l'imballaggio nel centro logistico, pronto per la spedizione al cantiere.
Gli obiettivi specifici sono la caratterizzazione del processo produttivo e del trasporto delle canne e la quantificazione del costo ambientale, considerando la categoria di impatto sul cambiamento climatico e l'uso di energia primaria impiegata.
I risultati sono stati molto incoraggianti: sia l’impatto ambientale che la Domanda di Energia Accumulata (DAE) hanno mostrato valori negativi.
Ad esempio, per una canna di Guadua con un diametro di 12 cm. e una lunghezza di 6 m., il bilancio in termini di CO2 catturata è di -21,88 kg. In termini di energia accumulata, il valore è di -224,46 MJ.
Le piante di bambù sono in grado di raccogliere CO2 dall’ambiente e lo stoccaggio di questa CO2 e dell'energia durante la fase di crescita e raccolta più che compensa gli impatti derivanti dalle fasi successive, caratterizzate da valori di impatto ambientale positivi. La fonte di impatto maggiore è rappresentata dal trasporto delle canne di guadua.
Bosco di bambú Guadua in Colombia
Durante la raccolta del bambù (più simile a una potatura che a un taglio massivo) non si procede al diradamento di un'intera area, come avviene di solito per il legno, ma si eliminano solo le canne che hanno circa 4 anni (± 15% del totale), lasciando che tutte le altre continuino il loro ciclo di vita. La rimozione dei culmi maturi lascia più nutrimento e sole per i nuovi germogli.
Esempi di architetture in bambù
Mirabili esempi dell’utilizzo del bambù in architettura sono rappresentati dagli edifici di Ibuku, come Sharma Springs Residence, l'edificio in bambù più alto di Bali (immagine di copertina), Riverbend House e The Arch Green School (immagine in basso).
Palestra in bambù The Arch Green School, progetto di Ibuku ©Tommaso Riva
