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A partire almeno dai tempi degli antichi Romani, gli esseri umani hanno riconosciuto il valore di quella che oggi è conosciuta come agricoltura ad ambiente controllato, permettendo agli agricoltori di coltivare le piante tutto l’anno piuttosto che stagionalmente. Anche se sono state inventate centinaia di anni fa, le serre continuano ad essere il mezzo più popolare di agricoltura in ambiente controllato oggi, con innovazioni nella tecnologia e nel design che hanno migliorato sia la bellezza che l’efficacia di questa tipologia. Di seguito, esploreremo in dettaglio la storia e la struttura della serra, così come diversi esempi di design innovativo e sperimentale di serre.

Nel I secolo CE, Plinio il Vecchio documenta che l’imperatore Tiberio era così attaccato ai cetrioli, che i suoi giardinieri produssero un sistema artificiale che permetteva loro di coltivare l’ortaggio tutto l’anno. L’antenato della serra moderna, questo sistema comportava dei telai o delle casette per cetrioli smaltati con tela oleata o mica. Invenzioni simili avrebbero avuto luogo in tutto il mondo – la prima serra riscaldata documentata fu inventata in Corea nel 1450, utilizzando un sistema di riscaldamento a pavimento per completare la struttura isolante della serra. La sperimentazione con le dimensioni e il design delle serre si è poi verificata in Europa per tutto il XVII secolo, la serra di Versailles ne è un esempio stupefacente. Nel 1800, le serre divennero gradualmente un fenomeno più comune piuttosto che un dominio solo dei ricchi – si diffusero nelle università con la divulgazione del campo della botanica e nel 1851, la Grande Esposizione fu tenuta in quella che era essenzialmente una grande serra.

Nella sua forma più generale, la serra è una struttura fatta di un materiale trasparente come vetro, plastica o vetroresina. Il telaio è più tipicamente fatto di alluminio, acciaio o legno, e consiste di travi, pali laterali e colonne, e talvolta arcarecci per un ulteriore supporto. Il materiale trasparente permette alla radiazione solare di passare attraverso il tetto e le pareti, creando una temperatura più calda e costante rispetto all’ambiente circostante.

Tuttavia, l’effetto naturale della struttura trasparente è spesso integrato da altre attrezzature progettate per la ventilazione, il riscaldamento, il raffreddamento e l’illuminazione, soprattutto nelle serre di dimensioni commerciali o industriali. Quando la temperatura esterna diventa troppo fredda, per esempio in climi con inverni rigidi, il riscaldamento artificiale può integrare il calore della radiazione solare. Poiché la struttura trasparente è naturalmente meno isolante, tuttavia, il costo e l’impronta ambientale del riscaldamento di un forno a gas naturale o elettrico possono essere elevati. Il riscaldamento passivo è una soluzione naturale: l’energia solare, il calore di scarto del bestiame, e anche il riscaldamento geotermico possono fornire un adeguato riscaldamento supplementare nella maggior parte delle situazioni.

In compenso, le serre possono spesso avere problemi di surriscaldamento, soprattutto quando l’ambiente circostante è insolitamente caldo. Le serre possono raffreddarsi semplicemente aprendo le finestre incorporate, cosa che può essere fatta manualmente o automaticamente da controllori elettronici. La ventilazione può aiutare a mantenere la serra a una temperatura ottimale, facendo uscire l’aria più calda vicino al tetto della serra e spingendo l’aria più fredda vicino al suolo. Questa circolazione fornisce anche anidride carbonica fresca per la fotosintesi e il ripristino delle piante, mentre impedisce l’accumulo di agenti patogeni delle piante.

Infine, alcune serre usano luci di crescita di notte per aumentare la quantità di luce ricevuta dalle piante, permettendo loro di crescere più sane e potenzialmente anche di produrre più raccolto. Anche i diversi sistemi d’irrigazione, dall’irrigazione manuale con un tubo o una tanica, ai sistemi automatici come il tappeto capillare o l’irrigazione a goccia, possono influenzare la crescita e la resa delle piante. Il tipo e la qualità di ciascuno di questi sistemi artificiali variano a seconda della scala dell’operazione della serra, della posizione e del clima dell’ambiente circostante, e delle specie di piante coltivate.

Mentre le serre sono tipicamente fatte di materiale trasparente e un telaio strutturale, la forma della serra stessa può variare drasticamente. Uno dei design più standard è semplicemente la serra a timpano singolo – una struttura rettangolare con un tetto a timpano trasparente. La forma assomiglia a una semplice casa, una connessione utilizzata da RicharDavidArchitekti nel loro progetto per una serra familiare a Horice. Un altro design standard è il Quonset indipendente, una serra lunga e semicilindrica resa popolare dopo la seconda guerra mondiale. Il Crystal Palace fu eretto in questa forma; oggi, la JAjaus di beSTe arkitektura agentzia bat serve come esempio più moderno. Per le strutture di serre più commerciali, lo stile collegato alla grondaia è molto comune. Mettendo due o più serre fianco a fianco, collegate con un muro comune, questa tipologia è utile per operazioni su larga scala ed è diventata prevalente negli anni ’80 e ’90. Lo svantaggio di questo metodo, tuttavia, è il ridotto rapporto tra superficie del pavimento e superficie delle pareti esterne, che può limitare l’efficacia del riscaldamento attraverso la radiazione solare. La serra come casa di BIAS Architects è un esempio di questo stile di costruzione.

Uno stile meno comune ma esteticamente piacevole è la serra a cupola geodetica, resa popolare nel 20° secolo. Importanti esempi storici includono l’Eden Project della Cornovaglia e il Climatron al Missouri Botanical Garden. Più recentemente, la Dome of Visions di Kristoffer Tejlgaard e Benny Jepsen, così come una delle serre nel Penghu Qingwan Cactus Park, sono entrambe costruite a forma di cupola geodetica; anche altre serre nel parco dei cactus sperimentano la forma e il design attraverso il design del telaio e del tetto.

La serra ha fatto molta strada da quando i Romani costruirono per la prima volta strutture in mica per i cetrioli dell’imperatore Tiberio. Oggi, le serre sono integrate da sistemi artificiali automatizzati, possono avere qualsiasi numero di forme e dimensioni diverse, e possono anche servire a più usi, come la Uppgrenna Nature House di Tailor Made arkitekter, una serra spa e un edificio per conferenze. Con le sue proprietà di riscaldamento naturale, lo stile di costruzione a serra può essere un’opzione ecologica per qualsiasi programma nel clima giusto.