Per la ricostruzione del municipio di Voorst, immerso nella campagna boscosa dei Paesi Bassi orientali, lo studio di architettura De Twee Snoeken ha sviluppato una facciata in cemento di canapa realizzata con gli steli delle piante raccolte nella regione. È una delle più grandi applicazioni di questo materiale biologico nella regione.
È forse scontato che un edificio comunale debba essere realizzato con materiali provenienti dalla regione. Tuttavia, per molte ragioni, questo accade troppo raramente. Quando la città di Voorst, nei Paesi Bassi, ha indetto una gara d'appalto per la demolizione e la ricostruzione del municipio esistente costruito negli anni '80, ha richiesto che il nuovo progetto fosse un punto di riferimento per la sostenibilità. De Twee Snoeken, un'azienda locale olandese, si è aggiudicata il progetto e lo ha sviluppato con un involucro innovativo ricavato dalla canapa coltivata nella regione. L'involucro del progetto ha quindi un rapporto positivo e diretto con il territorio.
"L'ambiente in cui sorge l'edificio è davvero bello e gode di un ottimo ambiente naturale", afferma Joost Roefs, l'architetto del progetto. "Il comune ha espresso il desiderio di non avere un edificio estremo e appariscente. Gli abitanti di Voorst sono molto socievoli, quindi volevamo che l'edificio fosse qualcosa di speciale senza dare nell'occhio".
Roefs e il suo team si sono occupati di appaltare tutti i lavori del progetto, quindi hanno avuto la libertà di scegliere dove investire in innovazione. L'attenzione è stata posta sulla materialità dell'involucro. Roefs credeva che un materiale semplice ma ricco di strati potesse dare all'edificio l'identità unica e naturale di cui aveva bisogno.
La terra battuta era stata inizialmente presa in considerazione per il progetto per la sua consistenza calda e terrosa. Ma i muri in terra battuta sono tipicamente spessi e portanti e uno dei requisiti del comune per il progetto era quello di mantenere la struttura dell'edificio esistente. Inoltre, la terra battuta non è un materiale intrinsecamente isolante.
Il calcestruzzo di canapa, invece, ha una struttura stratificata simile a quella della terra battuta, ma ha in più la caratteristica di essere isolante. Non viene utilizzato in modo portante e quindi poteva produrre pareti di soli 38 mm di spessore per l'edificio di Voorst, offrendo spazio aggiuntivo al programma interno. È stata la scelta naturale.
Canapa e ambiente
La canapa è carbon-negative, riciclabile e biodegradabile. Vanta una bassa energia incorporata e non produce sottoprodotti inquinanti. Può essere coltivata senza l'uso di pesticidi e può aiutare a rigenerare i terreni impoveriti. A differenza del cemento, che emette grandi quantità di CO2 durante la produzione, la canapa assorbe CO2 dall'atmosfera. Durante il periodo di crescita, si stima che un ettaro di canapa possa assorbire circa 15 tonnellate di CO2 dall'atmosfera. Per la facciata di Voorst, 13 ettari di canapa sono stati piantati nella vicina Groningen e raccolti dopo quattro mesi, consumando circa 200 tonnellate di CO2.
La canapa è resistente al fuoco e alle muffe. È un materiale leggero e poroso che "respira" per consentire la regolazione dell'aria e dell'umidità; la sua porosità gli conferisce anche la caratteristica di essere isolante e acustica per condizioni di lavoro interne più confortevoli. Per tutti questi motivi, può avere l'effetto di ridurre il consumo energetico a lungo termine di un edificio e avere un ritorno netto positivo per l'ambiente.
Produzione di calcestruzzo di canapa: basilare, ma non facile
L'uso della canapa per la produzione di manufatti non è una novità. È stata utilizzata per molti anni per la produzione di prodotti industriali come corde e tessuti. Ma l'uso della canapa nell'edilizia è stato spesso limitato dai costi e, a seconda del luogo, dalla mancanza di offerta. È stato anche limitato dalle norme edilizie: negli Stati Uniti, ad esempio, la canapa è stata approvata solo di recente per l'uso nelle abitazioni.
Le pareti possono essere costruite con il cemento di canapa con mezzi relativamente elementari, versando in stampi come il cemento tradizionale, come una combinazione di fibre di canapa, calce e un legante chimico o acqua. Tuttavia, versare il canapa-calcestruzzo in loco richiede molta manodopera; nel caso di Voorst è stato necessario versarlo e compattarlo a mano. La costruzione di una facciata in canapa, di conseguenza, richiede un certo livello di esperienza e tecnica.
Ciononostante, secondo un'analisi di mercato condotta da Roefs, nel contesto di Voorst, dove l'accesso ai terreni agricoli vicini per la coltivazione della canapa era ampio, il costo di una facciata in canapa è stato stimato simile a quello di una muratura di qualità.
Blocchi prefabbricati contro il getto in opera
Un metodo per produrre pareti in canapa è quello di fabbricare blocchi o pannelli in fabbrica. I tempi di costruzione sono spesso stretti, per cui non è possibile realizzare una parete in canapa in cantiere; inoltre, il canapa richiede determinate condizioni climatiche e potrebbe non asciugarsi adeguatamente nei periodi di gelo o di maltempo. Infine, la formazione di un muro in cantiere può causare fessurazioni o altri difetti imprevisti.
I blocchi prefabbricati possono essere uniti in loco per formare le pareti. Questo elimina la necessità e i costi associati alle casseforme. Una sfida estetica, però, è quella di unire questi blocchi per ottenere un'omogeneità e beneficiare del fatto che la parete è un involucro sigillato. I giunti possono sempre essere riempiti e colorati, ma il prodotto finito non raggiungerà la stessa uniformità visiva di una parete in canapa gettata e costipata in situ.
Modularità e Cassaforma
Come il calcestruzzo, il calcestruzzo di canapa è un impasto liquido che viene versato in casseforme. In base al design della cassaforma e alle dimensioni delle particelle presenti nell'impasto, il canapa-calcestruzzo può essere utilizzato per formare forme complicate, con supporti integrati, tubature e telai di finestre, anche se deve essere smussato agli angoli per evitare scheggiature e crepe nei punti deboli. Il team di Roefs ha testato diverse dimensioni di fili di canapa nell'impasto per ottenere la texture liscia e marmorizzata dell'edificio.
Dettaglio facciata - De Twee Snoeken
Una volta versato in opera, il calcestruzzo di canapa viene compattato in strati per conferire alla parete una linearità pulita. Roefs ha cercato di realizzare una facciata omogenea e priva di giunture, per cui ha richiesto che un modulo tipico raggiungesse l'intera altezza dell'edificio a due piani (7 metri). La lunghezza è stata fissata a 15 metri per allinearsi alla griglia strutturale. Inoltre, lo stampo ha assunto una forma smerlata come riferimento al design del precedente edificio in stile strutturista. "Volevamo mostrare la struttura esistente e il modo in cui gli architetti hanno utilizzato le pareti esterne per creare un ritmo e ridimensionare l'edificio", spiega Roefs. La curvatura risultante produce ombre che accentuano la cadenza ereditata dall'involucro.
Roefs ha richiesto che ogni modulo a tutta altezza fosse completato in un solo giorno. "Avevamo 15 persone in fila che versavano il cemento di canapa e facevano pressione a mano a strati", racconta. Questo metodo ha contribuito a garantire la coerenza visiva su ogni superficie del calcestruzzo di canapa.
La natura stratificata del calcestruzzo di canapa e il lungo periodo di asciugatura lo rendono incline alla formazione di crepe. A Voorst il team ha riscontrato più fessure del previsto. "Abbiamo passato delle brutte notti senza dormire molto finché non abbiamo capito cosa stava succedendo", racconta Roefs. Il problema si è rivelato solo estetico. "Da allora le crepe si sono fermate, ma questo dimostra che si trattava davvero di un progetto pilota". Le crepe superficiali sono state riempite con un cemento di canapa di particelle più piccole e protette con lo stesso sigillante colorato, una volta asciutto. In caso di danni futuri si seguirà lo stesso processo di riparazione.
Un Materiale che Respira
L'involucro funge da guscio senza cuciture, ermetico e resistente al vento. Inoltre, nel caso di Voorst, non è necessaria un'ulteriore impermeabilizzazione. Infatti, la parete può essere tecnicamente costruita senza alcun accumulo, isolamento o finitura, garantendo comunque un clima interno confortevole. "Per un architetto è un materiale da sogno", afferma Roefs. Elementi come i telai delle finestre possono essere incorporati nel calcestruzzo di canapa senza bisogno di flange o interruzioni termiche aggiuntive. Inoltre, grazie alle sue proprietà isolanti, la facciata di 38 cm costruita a Voorst ha un valore Rc di 5,7 m2 K/W.
Roefs ha scelto di aggiungere uno stucco permeabile di 2 cm con una base di gesso all'interno per garantire una superficie interna pulita. "L'importante per la finitura interna è che sia anche traspirante", afferma Roefs. "Poiché il cemento di canapa respira da solo, assorbe l'acqua e questo è davvero positivo per l'atmosfera interna, ma è necessario utilizzare una finitura che faccia lo stesso, altrimenti impedirebbe al cemento di canapa di respirare all'interno".
Dettagli delle Fondazioni e dei Tetti
Sebbene le pareti in canapa siano resistenti, il materiale è poroso e deve essere protetto dall'esposizione prolungata all'acqua. L'interfaccia tra una parete esterna in canapa e il tetto e il terreno è fondamentale per garantire che non ci siano problemi di erosione a lungo termine. Per quanto riguarda i dettagli della base, l'obiettivo principale è quello di prevenire l'azione capillare dell'umidità di risalita. Un'altra preoccupazione è l'esposizione agli schizzi d'acqua all'intersezione dei piani orizzontali e verticali. Questo vale anche per i davanzali delle finestre e altre sporgenze.
Per proteggere la parte superiore del muro dall'esposizione all'acqua a Voorst è stata progettata una sporgenza del tetto di 70 cm lungo il perimetro dell'edificio. Inoltre, nei punti in cui la parete entra in contatto con il terreno, è stata collocata su uno zoccolo in mattoni di 25 cm per proteggere la parte in canapa dall'umidità e dagli spruzzi. Il calcestruzzo di canapa sporge leggermente dalla base; in questo caso è stato integrato nel progetto un gocciolatoio. In corrispondenza delle finestre, viene utilizzato un davanzale prefabbricato con bordo a goccia.
Colore e finitura
A causa delle tecniche necessarie per ottenere finiture di alta qualità e una protezione a lungo termine dalla luce solare, il calcestruzzo di canapa è stato tipicamente rifinito con un materiale aggiuntivo, come lo stucco. Secondo Roefs, solo in pochi esempi costruiti nei Paesi Bassi il calcestruzzo di canapa è stato espresso come materia prima. Ma questi edifici erano di piccole dimensioni e richiedevano la riapplicazione di sigillanti protettivi ogni tre o quattro anni, una procedura che non era economicamente sostenibile per un edificio comunale di grandi dimensioni. Roefs aveva bisogno di trovare una soluzione a lungo termine che potesse garantire la qualità della facciata nei decenni a venire.
Immagine De Twee Snoeken
Ha deciso di collaborare con un'azienda olandese che produce vernici minerali per mattoni, localmente chiamate keim, per progettare un sigillante personalizzato che proteggesse la facciata con il livello di resistenza necessario per un decennio o più. Per Roefs era importante che venisse espresso il colore naturale della canapa e la texture marmorizzata. "Avevamo chiesto una miscela completamente trasparente, ma dovevano inserire un po' di colore per bloccare i raggi UV", racconta. "Abbiamo deciso di realizzare una miscela al 50% trasparente e al 50% colorata, con una tonalità che riflettesse il colore naturale del cemento di canapa". Questa vernice minerale è stata applicata diversi mesi dopo l'asciugatura del cemento di canapa e deve essere riapplicata ogni 10 anni.
Il risultato è una finitura unica nel suo genere che raggiunge un eccezionale grado di calore, comfort e omogeneità. Inoltre, il colore della facciata riflette quello della pianta di canapa, come espressione diretta del materiale regionale.
Ulteriori riferimenti:
Allin, Steve (2012). Building with hemp. Seed Press.
Stanwix, William; Sparrow, Alex (2014). The Hempcrete Book: Designing and Building with Hemp-Lime. Cambridge: Green Books.
