ISSN 2239-9445
21 Supermercati in standard Passivhaus Confronto tra sistemi costruttivi in legno e tradizionali L’economia circolare applicata alle costruzioni Trimestrale – anno 6 – n° 21 dicembre 2016 Registrazione Trib. Gorizia n. 03/2011 del 29.7.2011 Poste italiane S.p.A. Spedizione in a.p. D.L. 353/2003 (conv. in L. 27/02/2004 n. 46) art. 1, comma 1 NE/UD Euro 15,00
indice 28
08 04 preview argomenti 08 Perché costruire un supermercato in standard Passivhaus intervista a Laszlo Lepp, Passivhaus Institut Innsbruck
progetti 14 Convivere con il costruito Biblioteca, Villamedrana de Iregua (E) Esteban Pardo, PlayArquitectura, Logroño (E)
28 Una spesa passiva Supermercato Passivhaus, Patsch (A) i-unit Architekten ZT GmbH
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azero rivista trimestrale – anno VI n. 21, dicembre 2016 Registrazione Tribunale Gorizia n. 03/2011 del 29.7.2011 Numero di iscrizione al ROC: 8147 ISSN 2239-9445 Direttore responsabile Ferdinando Gottard Redazione Lara Bassi, Lara Gariup, Gaia Bollini Editore EdicomEdizioni – Monfalcone (GO)
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86 focus 40 Supermercati Passivhaus: l’esperienza austriaca
case history 66 Basso costo, basso consumo Casa bifamiliare, Chivasso (TO)
Laszlo Lepp
46 Energy concept per supermercati a elevata efficienza energetica Michele De Beni
56 Sistemi costruttivi in legno e tradizionali a confronto in contesti climatici differenti. Analisi in clima freddo
78 Obiettivo: CasaClima Gold Casa unifamiliare, Oltre il Colle (BG) innovazione 86 The Circular Building: l’economia circolare applicata alle costruzioni 96 back page
Francesca De Filippi, Matteo Guiglia, Alberto Perron Cabus, Arianna Zanichelli
Michele De Beni
Redazione e amministrazione via 1° Maggio 117 – 34074 Monfalcone (GO) tel. 0481.484488 – fax 0481.485721 redazione@edicomedizioni.com www.azeroweb.com
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Stampa Grafiche Manzanesi – Manzano (UD) Stampato su carta con alto contenuto di fibre riciclate selezionate Prezzo di copertina 15,00 euro Abbonamento Italia (4 numeri): 50,00 euro Estero (4 numeri): 100,00 euro Gli abbonamenti possono iniziare, salvo diversa indicazione, dal primo numero raggiungibile in qualsiasi periodo dell’anno
È vietata la riproduzione, anche parziale, di articoli, disegni e foto se non espressamente autorizzata dall’editore Copertina Supermercato passivo a Patsch (A), foto: Lukas Schaller
preview
A Francoforte sul Meno è in costruzione il primo ospedale Passivhaus del mondo Il primo ospedale in standard Passivhaus dovrebbe entrare in funzione nella prima metà del 2019. Si tratta del Klinikum Frankfurt Höchst, uno dei maggiori nosocomi tedeschi, la cui nuova costruzione, in sostituzione della struttura precedente, è stata seguita, fin dall’inizio, direttamente dallo staff scientifico del Passivhaus Institut di Darmstadt. L’edificio, che potrà servire da esempio per tutti piani, 6 sale operatorie e posti letto per 666 pazienti. La cerimonia per la posa della prima pietra è avvenuta a luglio 2016. La richiesta di energia delle strutture ospe-
Quelle: wörner traxler richter
gli altri ospedali, tedeschi e non, avrà 6
daliere sono significativamente più elevate rispetto a quelle di altre edifici a causa del loro funzionamento 24 ore su 24. Lo stato federale dell’Assia, secondo quanto ha messo in luce il ministro degli Affari sociali Stefan Grüttner, ha sostenuto costi energetici annuali pari a 3.350,00 € per ogni letto di ospedale. La nuova clinica ridurrà drasticamente i costi di gestione grazie alla riduzione signiUno studio sull’applicazione delle soluzioni Passivhaus a questo tipo di strutture ha messo in luce che sono gli impianti e le attrezzature mediche a incidere maggiormente sulla richiesta di energia (circa la
Klinikum Frankfurt Höchst
ficativa della domanda di energia.
metà del totale) e che, quindi, l’utilizzo di dispositivi efficienti è in grado di ridurre non solo il fabbisogno energetico ma anche, contemporaneamente, la necessità di raffrescamento. L’impegno economico per la nuova clinica Frankfurt Höchst è stato calcolato in 240 milioni di euro; l’edificio contribuirà a raggiungere l’obiettivo di rendere carbon-neutral la città di Francoforte sul Meno entro il 2050. www.passiv.de
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Riqualificazione energetica dei condomini ed economia circolare fra le novità della legge di bilancio La legge “Bilancio di previsione dello Stato per l'anno
relativi alle parti comuni di edifici condominiali fina-
finanziario 2017 e bilancio pluriennale per il triennio
lizzati a migliorare la prestazione energetica invernale
2017-2019” pubblicata sulla Gazzetta Ufficiale n. 297
ed estiva e che conseguano almeno la qualità media di
del 21 dicembre 2016, oltre alla proroga delle detra-
cui al decreto del Ministro dello sviluppo economico
zioni fiscali per interventi di efficienza energetica, ha
26 giugno 2015. Prevista anche la cessione del bonus
introdotto novità in tema di riqualificazione energe-
fiscale “ai fornitori che hanno effettuato gli interventi
tica dei condomini e per l’incentivazione dell’econo-
ovvero ad altri soggetti privati”, esclusi istituti di cre-
mia circolare.
dito e intermediari finanziari.
Per le spese sostenute dal 1° gennaio 2017 al 31 dicem-
Riguardo l’economia circolare (vedi contributo a pa-
bre 2021 per interventi di riqualificazione energetica
gina 86 dedicato al ‘Circular Building’), all’interno del
di parti comuni degli edifici condominiali, che interes-
pacchetto Industria 4.0 sono inserite azioni volte a fa-
sino l’involucro dell’edificio per oltre il 25% della su-
vorirla attraverso tecnologie per il riuso e il riciclo dei
perficie disperdente lorda è prevista una detrazione
prodotti, sistemi per il risparmio energetico, impianti
del 70%. Detrazione del 75%, invece, per le spese so-
di raccolta e smaltimento, tecnologie per ottimizzare
stenute per interventi di riqualificazione energetica
le risorse naturali.
Un database sul rendimento energetico degli edifici in Europa La Commissione UE ha lanciato il 30 novembre 2016 il database, disponibile online, “EU Building Stock Observatory” con lo scopo di monitorare il rendimento energetico degli edifici in tutta Europa. Il database è gestito da The Buildings Performance Institute Europe (BPIE), istituto di ricerca non-profit con sede a Bruxelles che si dedica al miglioramento del rendimento energetico degli edifici in tutta Europa, e si avvale del contributo di numerosi partner. L’Osservatorio tiene traccia di molti aspetti, tra cui: i livelli di efficienza energetica degli edifici nei singoli Paesi dell'UE e dell’Unione Europea nel suo complesso, i diversi schemi di certificazione e il modo in cui sono implementati, i finanziamenti disponibili per la ristrutturazione degli edifici, i livelli di povertà energetica nell’UE. Lo strumento contiene un database, un DataMapper e schede informative e monitora l'attuazione delle politiche degli Stati membri europei presentando dati specifici di 28 Paesi attraverso 250 indicatori. https://ec.europa.eu/energy/en/eubuildings
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Š Marie-François Plissart
Thomas De Bruyne
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5
4
01 Da qualche anno la piazza cittadina di Mortsel (B), a opera di Abscis Architecten, è un riuscito connubio tra urbanistica sostenibile e uffici certificati dalla Passiefhuis Platform belga, con un fabbisogno annuo per il riscaldamento inferiore ai 15 kWh/m2. L’ecologicità della piazza è data dai materiali riciclati usati per il rivestimento della stessa, dal recupero dell’acqua piovana e dall’utilizzo di legno FSC per l’arredo urbano. Il grande sbalzo degli uffici rappresenta invece una prodezza tecnica che non ha im-
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pedito di rispettare i criteri necessari per raggiungere lo standard passivo. www.abscis-architecten.be 02 Le Mews Houses dell’Hampshire (UK) sono case a schiera progettate dallo studio londinese Ash Sakula, menzionate nella rosa dei candidati dei Riba Award 2016. Sono caratterizzate da una spiccata sostenibilità nell’utilizzo dei materiali, un approvvigionamento energetico autonomo (FV) e il fatto che si tratti di case affittabili a un prezzo più basso rispetto a quello di mercato. In più, ogni unità abitativa può adattarsi alle esiGareth Gardner
genze dei suoi occupanti, anche di quelli diversamente abili, e l’intero progetto è concepito per essere replicato in altre parti della città. www.ashsak.com 03 Il quartiere ecologico ‘aspern – die Seestadt Wiens’, da marzo 2015 si è arricchito della GreenHouse, uno studentato da 313 posti, degli austriaci aap architekten. Con un fabbisogno di riscaldamento annuo di soli 12,9 kWh/m2, la GreenHouse è stata certificata Passivhaus Plus, oltre ad aver ottenuto il massimo punteggio dello standard edilizio austriaco klimaaktiv e quasi il massimo dall’ÖGNB, l’associazione austriaca che si occupa di sostenibilità in edilizia. Le caratteristiche? VMC con recupero di calore, involucro prestazionale e un grande impianto FV che permette di stoccare il surplus di energia elettrica e di
3
© Rupert Steiner
riutilizzarlo al momento del bisogno. www.aap.or.at 04 L’edificio a uso misto commerciale-residenziale ‘Flandre’, nel distretto di Molenbeek-Saint-Jean a Bruxelles, dello studio belga b612 associates, oltre a rispondere a istanze di carattere energetico (la parte residenziale consuma 10,18 kWh/m2a per il riscaldamento), è parte di una strategia di rinnovamento della città. Il dialogo con il complesso tessuto urbano si rivela sia nella posizione, sull’incrocio tra due assi, sia nella forma, che si adatta al luogo e propone interessanti soluzioni di colore e finitura. È certificato dalla Plateforme Maison Passive ed è anche Bâtiment Exemplaire. www.b612associates.com 05 ParadisExpress, che verrà costruito a Liegi e sarà certificato come edificio passivo e BREEAM, prevede la realizzazione di 160 unità abitative, negozi, servizi e uffici seguendo un processo partecipativo che vede coinvolti committenti, immobiliaristi, urbanisti e progettisti. Criteri di qualità, comfort e sostenibilità, scelta dei materiali, prestazioni energetiche, esposizione al sole, gestione delle acque, rifiuti, ambiente e mobilità sono stati rigorosamente studiati e ottimizzati. www.a2m.be
preview
7
Kathrin Auer
argomenti
PerchÊ costruire un supermercato in standard Passivhaus Sono ancora pochi ma stanno crescendo e mostrano il potenziale di riduzione dei consumi energetici di questa categoria di edifici commerciali. Laszlo Lepp, consulente del Passivhaus Institut presso la sede di Innsbruck, ci illustra l’applicazione dello standard ai supermercati, facendo riferimento all’esperienza maturata con la catena austriaca MPREIS.
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Kathrin Auer
Il supermercato MPREIS di Ötztal Bahnhof (A), realizzato su progetto degli architetti Philipp Stoll e Reinhard Wagner, è stato inaugurato a marzo 2016. Il fabbisogno energetico annuale per il riscaldamento è di 14 kWh/m2.
In questo numero pubblichiamo uno dei supermer-
(vedi Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser, volume
cati passivi commissionati dalla catena austriaca
40) e abbiamo dovuto quindi convincere fino in fondo
MPREIS, a Patsch, in Tirolo, opera dell’architetto
i committenti riguardo la bontà del concetto. Questo
Volker Miklautz e sviluppato con la consulenza
lavoro di convincimento non è stato così facile all’ini-
della sede di Innsbruck del Passivhaus Institut.
zio, soprattutto il fatto di chiudere i banchi frigoriferi
Come è iniziata la collaborazione con MPREIS?
con ante in vetro aveva causato non poco scetticismo.
Il primo supermercato passivo MPREIS di Pinswang
Passò un po’ di tempo fino a quando, alla fine, la scelta
(A) è stato progettato dall’architetto Raimund Rainer,
ricadde sullo standard Passivhaus. La società MPREIS
di Innsbruck. In qualità di progettista esperto Passi-
non si è pentita di questa decisione, il concetto è stato
vhaus, egli voleva anche in questo primo supermer-
poi confermato dai notevoli risparmi sia energetici sia
cato realizzare un progetto energeticamente
di costi nel funzionamento reale. Quindi, decisivo per
efficiente; non c’era tuttavia ancora una quantità suffi-
il successo, sono stati un committente innovativo e co-
ciente di esempi di edifici con la stessa funzione. Nello
raggioso, un progettista competente ed esperto e un
stesso periodo eravamo già coinvolti nella consulenza
partner scientifico lungimirante e con know-how.
per un supermercato passivo in Germania. Abbiamo messo a disposizione del progetto di Pinswang le no-
Quali sono le ragioni che portano un committente a
stre esperienze derivanti da precedenti ricerche sul
costruire un supermercato in standard Passivhaus?
tema ‘edifici commerciali in standard Passivhaus’
Un supermercato passivo non significa solo efficienza
argomenti
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energetica, protezione del clima e sostenibilità. Chi è
iniziare da qui e provare a rendere il più efficiente pos-
indipendente da combustibili di origine fossile è at-
sibile questi aspetti.
trezzato al meglio per il futuro. Come impresa a con-
Il maggiore risparmio nella refrigerazione avviene ap-
duzione famigliare, tuttavia, anche la MPREIS presta
plicando ante in vetro ai frigoriferi.
una rigorosa attenzione ai costi. I costi supplementari
Al contempo, il fabbisogno di calore dell’edificio deve
rispetto a un supermercato convenzionale, così come
essere abbassato a livello Passivhaus in modo che il ca-
veniva costruito fino a cinque anni fa, si recuperano,
lore di scarto di un efficiente impianto frigorifero sia
in base alle indicazioni stesse dei committenti, già
sufficiente per riscaldare l’edificio.
dopo 5-7 anni esclusivamente grazie all’energia rispar-
Questa interazione, in un supermercato passivo, è
miata! Una considerazione fondamentale, quindi, è
molto importante per poter risparmiare i costi di un si-
l’ottimizzazione dei costi. I supermercati passivi sono
stema di riscaldamento aggiuntivo. Solo con un invo-
semplicemente economici!
lucro a standard Passivhaus è possibile raggiungere la necessaria redditività economica.
I supermercati sono una tipologia che presenta In fase estiva, come viene gestito lo smaltimento
macchinari per la refrigerazione che incidono in
del calore di scarto dei frigoriferi?
maniera rilevante sul fabbisogno energetico, la ne-
Poiché la perdita dai frigoriferi, nonostante le ante in
cessità di illuminazione artificiale ecc. Quali sono
vetro, è sempre più alta del loro apporto totale di ca-
gli elementi più importanti di cui tenere conto per
lore, anche durante i mesi estivi, per qualche setti-
migliorarne l’efficienza energetica?
mana, una parte di questo calore deve essere fornita al
Dell’intero consumo energetico di un supermercato, la
supermercato – nel caso dei supermercati MPREIS, ciò
refrigerazione degli alimenti è responsabile di circa il
avviene sempre attraverso un sistema radiante a pavi-
40%, un ulteriore 20% è da imputare all’illumina-
mento – altrimenti l’ambiente di vendita sarebbe
zione e un altro 20% lo consuma la panetteria, ormai
troppo freddo.
quasi sempre presente in un supermercato.
Il restante calore di scarto, che non è più necessario,
Questi tre ambiti di consumo sono responsabili, as-
può essere convogliato, attraverso condensatori as-
sieme, dei 4/5 del consumo energetico totale e hanno
siali, verso l’aria esterna oppure dissipato nel terreno
un notevole potenziale di risparmio. Pertanto, si deve
attraverso collettori geotermici o in falda.
Lukas Schaller
specifiche particolarità come l’uso continuo di
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Il supermercato MPREIS di Natters (A), in questa pagina, realizzato nel 2014 su progetto degli architetti Martin Scharfetter e Robert Rier, consuma annualmente, secondo il PHPP, 11,13 kWh/m2. Nella pagina a fianco, il grafico a torta mostra la partizione dei consumi energetici dello stesso supermercato in base alle applicazioni (impianto di raffreddamento, panetteria, forni, ecc.) calcolato da giugno 2014 ad aprile 2015 (Fonte: MPREIS; analisi: Passivhaus Institut). È preponderante la quantità di energia necessaria (40% del totale) per far funzionare tutto il sistema di refrigerazione.
Il continuo ingresso e uscita delle persone, con le
ficienza, è possibile incrementare la quota di luce
conseguenti perdite di calore, quanto incide sul-
naturale senza incidere sul bilancio complessivo
l’efficienza dell’edificio? Quali soluzioni avete
dell’involucro?
sperimentato?
Attraverso l’aumento delle componenti trasparenti è
Il ricambio d’aria che si crea entrando e uscendo dal-
effettivamente possibile aumentare lo sfruttamento
l’edificio dipende fortemente da come è progettata la
della luce diurna, tuttavia il relativo risparmio di illu-
bussola d’ingresso. Ci sono grandi differenze tra sem-
minazione artificiale è inferiore al previsto. In gene-
plici porte d’entrata, bussole d’ingresso con porte scor-
rale, si deve ricordare che la presentazione dei
revoli, porte girevoli di vario tipo, se le porte sono
prodotti fa parte della filosofia aziendale. Il controllo
poste l’una di fronte all’altra oppure no, ecc. I nostri
dell’illuminazione diventa più complicato con uno
studi in merito a queste zone d’ingresso altamente
sfruttamento pianificato della luce naturale e la neces-
trafficate hanno mostrato che, nel caso di bussole d’in-
saria schermatura solare diventa costosa. Superfici ve-
gresso con porte scorrevoli, così come vengono perlo-
trate più grandi comportano, a causa della maggiore
più realizzate nei supermercati MPREIS, lo scambio
perdita di calore, un bilancio energetico complessivo
d’aria provocato dall’entrata in negozio di un cliente
più negativo. Io consiglierei piuttosto un involucro
corrisponde, più o meno, allo scambio d’aria igienica-
ben isolato e un’illuminazione efficiente. Con le super-
mente necessario allo stesso durante la spesa. Il calore
fici vetrate bisognerebbe fare attenzione, ma possono
ceduto dal cliente basta, a sua volta, per scaldare
essere certamente impiegate in senso architettonico.
quest’aria alla temperatura ambiente. Di conseguenza, il flusso dei clienti non svolge un ruolo determinante
Quanto successo hanno i supermercati passivi?
nel calcolo del bilancio energetico. Bisogna anche con-
È aumentata la richiesta di certificazioni per que-
siderare che un supermercato è aperto circa 3.000 ore
sta tipologia dopo le esperienze con la MPREIS?
all’anno, ciò significa che l’edificio è chiuso per più
L’azienda MPREIS è convinta del concetto ‘Passivhaus’,
della metà del tempo. Per questo anche gli edifici com-
l’aspetto economico gioca in questo caso un ruolo im-
merciali devono essere realizzati a tenuta d’aria.
portante. Il sistema di refrigerazione come unico “sistema di riscaldamento” – utilizzando il calore di scarto
Riguardo l’illuminazione e il relativo fabbisogno
come “generatore di calore” – rende superflue ulteriori
energetico, oltre all’utilizzo di impianti ad alta ef-
fonti energetiche (gasolio, gas ecc.). Si può quindi dire,
1; 1%
6; 3% 2; 1% 4; 2%
supermercato MPREIS a Natters (A) Consumo di energia elettrica secondo gli utilizzi Da giugno 2014 ad aprile 2015 in kWh/m2EBFa
37; 19% impianto di refrigerazione panetteria forno 1 forno 2
12; 6%
illuminazione panetteria
6; 3%
77; 40%
6; 3%
illuminazione interna del supermercato illuminazione esterna del supermercato (parcheggio+logo) preparazione dei cibi impianto di ventilazione
43; 22%
acqua calda
argomenti
11
con un certo orgoglio, che sì, i supermercati passivi
sumo energetico. Per quanto riguarda l’efficienza, non
hanno successo. Al momento esistono al mondo 7 su-
è stato ancora raggiunto il massimo potenziale previ-
permercati certificati Passivhaus, di cui 4 della
sto; i frigoriferi e gli impianti di refrigerazione dispo-
MPREIS. Altri tre della stessa società sono in fase di co-
nibili attualmente possono e devono essere
struzione/progettazione e verranno anch’essi certifi-
ulteriormente migliorati.
cati. Potenziali imitatori sono naturalmente benvenuti nel seguire questo percorso di successo, il Passivhaus
Quali pensate possano essere gli interventi sui su-
Institut è pronto a nuove sfide e costruttori interessati.
permercati esistenti per ridurne gli alti consumi energetici?
Il primo supermercato passivo austriaco di Pin-
Per quanto riguarda la ristrutturazione di supermer-
swang è considerato un progetto pilota nel suo ge-
cati, non abbiamo ancora potuto raccogliere alcuna
nere, perlomeno in Mitteleuropa. Esistono direttive
esperienza, siamo però in contatto con la MPREIS pro-
o linee guida del Passivhaus Institut in merito alla
prio su questo tema. Come per gli edifici residenziali,
progettazione di questa tipologia di edifici?
anche per i supermercati vedo un grande potenziale
All’interno della fase pilota abbiamo elaborato i criteri
nelle ristrutturazioni, i consumi energetici che si pos-
di certificazione attualmente validi. Poiché i super-
sono ridurre sono enormi. Nel caso di una ristruttura-
mercati hanno dotazioni differenti, ci sono natural-
zione comunque necessaria si dovrebbe sempre
mente degli ambiti che non possono ancora essere
cercare di raggiungere la più elevata qualità, secondo
presi in considerazione come, per esempio, i requisiti
il motto “wenn schon, denn schon” (giacché si fa, che
di efficienza dei forni, ecc. I criteri riguardano attual-
si faccia almeno bene). Questo vale per edifici com-
mente l’involucro edilizio (fabbisogno di riscalda-
merciali in generale e, ancora più specificamente, per i
mento, tenuta all’aria ecc.), il sistema di
supermercati. Penso che non passerà molto tempo per
refrigerazione, l’illuminazione e la ventilazione.
il primo supermercato EnerPHit.
Quanti più risultati di monitoraggio ed esperienze da progetti realizzati avremo, tanto più potremo fare passi avanti e ampliare i criteri ad altri ambiti di con-
Lukas Schaller
L’interno del supermercato MPREIS di Natters (A).
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Laszlo Lepp Passivhaus Institut, Innsbruck (A) - laszlo.lepp@phi-ibk.at
2017
KLIMAHOUSE FIERA INTERNAZIONALE PER IL RISANAMENTO E L’EFFICIENZA ENERGETICA IN EDILIZIA 26 - 29 GENNAIO 2017 / BOLZANO
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Convivere con il costruito Biblioteca, Villamedrana de Iregua (E) Ăˆ il primo edificio pubblico in Spagna a essere certificato dal Passivhaus Institut di Darmstadt. I volumi della nuova biblioteca di Villamediana si integrano nel tessuto urbano creando nuovi spazi pubblici e riducendo il loro impatto con un parziale interramento. L’originale e colorata schermatura identifica la struttura consentendo di massimizzare l’apporto di luce diurna.
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progetti
progetti
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Progetto Esteban Pardo, PlayArquitectura, Logroño (E) Progetto energetico PlayArquitectura, Logroño (E); Eficen Research, Logroño (E) Strutture ing. David Ortega, Logroño (E) Appaltatore Harinsa Navasfalt S.A., Pamplona (E) Lavori settembre 2014 – giugno 2015 Superficie 765,95 m2 Passivhaus Institut Darmstad 13 kWh/m2 anno
In un sito densamente costruito Villamediana de Iregua è una cittadina della provincia
della struttura esistente, ospitata all’epoca all’interno
di La Rioja che, a partire dal 2000, ha visto crescere
del palazzo municipale, non era infatti sufficiente ad
esponenzialmente i propri residenti, quadruplicando
accogliere i libri (oltre 13.000) e gli utenti, circa 700
numericamente la popolazione rispetto alla fine degli
con più di 3.500 visite all’anno nelle sole due ore di
anni Ottanta. A causa di questa espansione urbana,
apertura settimanale.
nel 2007 è iniziata la redazione di un nuovo piano ur-
Per far posto al nuovo edificio più integrato nell’am-
banistico, completata nel 2013, in cui è previsto l’ob-
biente costruito circostante, si è quindi demolito il
bligo di costruire tutti i nuovi edifici pubblici secondo
fabbricato delle vecchie scuole degli anni ‘50, per il
lo standard Passivhaus. L’opportunità di applicazione
quale la riqualificazione era stata valutata non econo-
di questo articolo si presenta per la prima volta pro-
micamente conveniente e che, rigido nella distribu-
prio nel 2013 quando, per far fronte alle nuove esi-
zione, viveva uno sfortunato rapporto con gli edifici
genze della comunità, si decide di realizzare una
adiacenti. I due volumi della nuova biblioteca se2
nuova biblioteca pubblica. Lo spazio esiguo di 60 m
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guono ora gli allineamenti dei fabbricati già presenti
nell’area, creando nuovi spazi pubblici di fronte all’ingresso
alta quantità di luce naturale possibile in tutti i
principale a ovest e sui lati est e sud, grazie al semplice arre-
mesi grazie anche a una corte vetrata al centro
tramento delle facciate, e alleggerendo il tessuto urbano me-
del volume della biblioteca. Lo studio del soleg-
diante il parziale interramento del fabbricato che così risulta
giamento annuale ha determinato l’ubicazione
meno impattante, permettendo inoltre la realizzazione di
delle aperture vetrate principali a sud e ovest,
uno spazio a uso comune sul tetto, accessibile direttamente
predisponendo schermature solari orizzontali a
dalla strada a nord e da sud mediante una serie di gradinate.
sud e verticali a ovest. In particolare a ovest, in
I due prismi che formano la biblioteca – uno di base qua-
corrispondenza del serramento più grande (ca.
drata con lato di 16,50 m e alto 8,80 m, l’altro di 14,60x12,50
13x6 m) e dove si trova anche l’ingresso princi-
m e altezza 6,20 m – accolgono al seminterrato lo spazio di
pale, la protezione solare esterna segue un’origi-
lettura per gli adulti e per gli audiovisivi, l’archivio e le aree
nale idea del progettista che, ispirandosi ai codici
di servizio. Al livello superiore – il piano terra – si trovano
a barre, ha codificato nella schermatura la parola
l’accoglienza, la stanza di lettura dei periodici, le aree di let-
“biblioteca” in spagnolo. L’aspetto visivo che ne
tura per i ragazzi, i bambini e i più piccoli. Le aree destinate
risulta, vista la scelta di diversi colori e differenti
ai servizi (bagni e spazi tecnici) sono poste a nord-est.
larghezze delle lamelle, ricorda i dorsi dei libri di-
Visti i vincoli ambientali e il parziale interramento dell’edifi-
sposti su uno scaffale.
cio, si è posta particolare attenzione all’illuminazione natu-
Mentre il fronte nord è completamente cieco, la
rale – controllando con accuratezza l’irraggiamento solare,
corte è tutta vetrata, con un acero nel mezzo a
massimizzato nella stagione invernale – catturando la più
simboleggiare l’albero della conoscenza.
Nella pagina a lato, il prospetto ovest della biblioteca; a protezione della grande vetrata una schermatura in lamelle colorate di varie larghezze che ricordano il dorsi dei libri. Sotto, simulazione del percorso del sole al fine di valutare l’esposizione all’irraggiamento. A lato, il fronte ovest con la scalinata che porta all’ingresso dell’edificio.
progetti
progetti
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Trasmittanza media pareti esterne 0,154 W/m2K Trasmittanza media solaio contro terra 0,306 W/m2K Trasmittanza media copertura 0,136 W/m2K Trasmittanza media finestre Uw = 0,76 W/m2K; Ug = 0,53 W/m2K; g = 0,49 Trasmittanza porta ingresso Ud = 0,76 W/m2K
fronte nord-ovest
Consumo energetico annuo per riscaldamento 13 kWh/m2 anno Energia primaria 96 kWh/m2 anno Carico di calore 12 W/m2 Tenuta all’aria n50 = 0,4/h fronte sud-est
Legenda spazi 1 lettura adulti 2 patio interno 3 zona studio 4 libri a scaffale 5 audiovisivi 6 magazzino /archivio
7 8 9 10 11 12 13
bagno lettura periodici lettura per bambini lettura per bebĂŠ lettura per ragazzi locale tecnico reception
sezione est-ovest
5
13 7
7 7
7
4
1
11
8 6
12
2
2 3 9 10
piano seminterrato
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piano terra
Al seminterrato è collocata la sala di lettura per gli adulti, mentre al piano superiore un ampio corridoio per la lettura, arretrato rispetto al prospetto per permettere alla luce naturale di illuminare anche l’area sottostante, dà accesso agli spazi di lettura per i bambini e i ragazzi.
progetti
progetti
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In senso orario: la realizzazione dei muri perimetrali in c.a. di contenimento; la coibentazione della soletta di fondazione con XPS e la posa della rete elettrosaldata per il massetto armato; la struttura primaria del fabbricato con travi in acciaio;studio delle isoterme in corrispondenza di un attacco a terra della struttura. Pagina accanto, i due ingressi allo spazio sulla copertura, una sorta di piazza urbana; nella foto in alto l’accesso direttamente dalla via pubblica, in basso dal lato est della biblioteca.
Struttura mista ma ben coibentata
mentre all’interno si è preferita una finitura in gesso
La fondazione e i muri di contenimento sono realiz-
mm in acciaio, isolamento in lana di roccia e rivesti-
zati in c.a., isolati con XPS a garanzia di un’ottima tra-
mento in cartongesso. Travi in legno lamellare costi-
smittanza termica degli elementi opachi del piano
tuiscono l’ossatura portante del solaio interpiano,
parzialmente interrato della biblioteca. Il sistema
chiusa da OSB, con massetto e rivestimento in lino-
strutturale è costituito da un telaio di pilastri metallici
leum, e della struttura primaria della copertura, a
su travi rovesce e massetto coibentato, collegati peri-
un’unica falda in leggera pendenza, caratterizzata da
metralmente con travi metalliche e travi di legno la-
un rivestimento esterno in erba sintetica e da una coi-
mellare, a eccezione delle zone sottostanti gli spazi
bentazione in XPS da 200 mm. I serramenti sono rea-
esterni e delle scale che portano alla terrazza sul tetto
lizzati con telaio in legno alluminio (70x70 mm nei
in calcestruzzo armato. Per le pareti si è scelto un si-
fori finestra minori di 2,5 m in altezza e 140x70 mm
stema portante in laterizio da 140 mm completato
nelle restanti aperture) e vetro triplo stratificato, con
verso l’interno da un mattone pieno di 120 mm e da un
la lastra più esterna extra chiara e doppio vetro basso
isolamento a cappotto esterno in EPS da 210 mm. Il ri-
emissivo. La vetrata così composta ha un fattore solare
vestimento esterno è in intonaco graffiato bianco,
g di 0,49 e un valore di trasmittanza Ug di 0,53 W/m2K.
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 20 _21
lucida. Alcune murature cieche sono affiancate da una struttura a secco autoportante con profili Ω da 46
La progettazione è stata finalizzata a ridurre il più possibile i ponti termici, utilizzando soluzioni a cappotto per la coibentazione esterna e studiando accuratamente i dettagli. Per evitare, ad esempio, la formazione di un ponte termico nel collegamento tra parete e copertura e garantire la continuità dell’isolamento si è posto in opera un cordolo in laterizio con cartelle isolate in polistirolo. Altro elemento curato con attenzione è stata la tenuta all’aria dell’involucro opaco al fine di assicurarne l’ermeticità.
progetti
progetti
21
A sinistra dall’alto: la struttura primaria e secondaria della copertura in legno lamellare; la chiusura della copertura con lastre in OSB, nastrato per assicurare la tenuta all’aria dell’involucro e coibentato con 20 cm di XPS; l’impermeabilizzazione del pacchetto del tetto. Sopra, realizzazione del dettaglio illustrato nella pagina accanto: in particolare, si fa riferimento alla parte superiore, in corrispondenza delle basse aperture vetrate a nastro poste in copertura.
sezione
E A D
B
F
C
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 22 _21
1 3 4
2
Dettaglio A Tetto piano (veletta), dall’esterno - grondaie in alluminio laccato 1,5 mm con bordo rialzato sui lati e lucernario - foglio in EPDM - isolamento in XPS (2x100 mm) - pannello OSB (30 mm) - profilo IPE 100 in acciaio laminato S272 - pannello OSB (30 mm) - finitura soffitto in cartongesso Tetto piano verde, dall’esterno - erba artificiale - massetto (40/70 cm) - foglio in EPDM - isolamento in XPS (2x100 mm) - travi portanti solaio - pannello OSB (30 mm) - finitura
5 7 6
1 2 3 4 5 6 7
dettaglio A
Dettaglio B Stratigrafia parete, dall’esterno - intonaco (15 mm) - isolamento in EPS (210 mm) - muratura in laterizio (300x140x190 mm) - mattone pieno (120 cm) - intonaco e finitura lucida in gesso (15 mm)
1 2 3 4
5
Stratigrafia parete contro terra, dall’esterno - foglio in EPDM - isolamento in XPS (3x50 mm) - muratura in c.a. (300 mm) - mattone pieno (120 cm) - intonaco e finitura lucida in gesso (15 mm) 1 2 3 4 5
dettaglio B
2 1
dettaglio C
isolamento in EPS (160 mm) serramento triplo vetro legno alluminio nastro di schiuma elastica precompresso giunti di tenuta del nastro di profilo tavellina in laterizio (300x48x190 mm) profilo IPE 330 in acciaio laminato S275 trave in legno lamellare (100x320 mm)
intonaco in calce (15 mm) isolamento in XPS (4x50 mm) foglio in EPDM muratura in c.a. (140 mm) trave in legno lamellare (80x320 mm)
Dettaglio C Stratigrafia solaio contro terra, dall’interno - pavimento in linoleum (40/70 mm) - massetto - soletta di calcestruzzo armato (150 mm) - foglio in PE - isolamento in XPS (2x50 mm) - ghiaia di riempimento (150 mm) - fondazione travi rovesce in c.a. (800x400 mm) 1 fascia di polistirolo (10 mm) 2 giunti di tenuta dei nastri
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progetti
23
dettaglio D
1
1
2
2 3
dettaglio E
4
6
3
4
Dettaglio D Solaio, dall’interno 1 grondaie in alluminio laccato 1,5 mm con bordo rialzato sui lati e lucernario 2 foglio in EPDM 3 elementi metallici di chiusura e di tenuta del cordolo 4 intonaco colorato bianco (15 mm) 5 isolamento in EPS (160 mm) 6 laterizio (300x140x190 mm) 7 laterizio poroton con cartelle riempite di polistirolo (248x300x248 mm) 8 nastro di tenuta all’aria 9 trave in lamellare (80x320 mm) 10 pannello OSB (15 mm)
5
7
5 8
6 8 7
9 10
7
6
A sinistra, un corso in laterizio con cartelle riempite di polistirolo viene posato in corrispondenza del collegamento tra parete e solaio al fine di minimizzare il ponte termico, come illustrato sopra nel dettaglio D. A destra, sulla parete a est viene realizzata una controparete per il passaggio impianti coibentata con lana di roccia (vedi dettaglio E).
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 24 _21
Dettaglio E Parete sud, dall’esterno - intonaco colorato bianco (15 mm) - isolamento in EPS (160 mm) - muro di tamponamento in laterizio (300x140x190 mm) - intonaco di gesso (15 mm) - controparete con montanti in metallo e isolamento in lana di roccia (50 mm) - lastra rasata in cartongesso (15 mm) 1 intonaco a base calce (15 mm) 2 finitura in alluminio (15 mm) di protezione all’incrocio con la copertura 3 foglio in EPDM 4 parapetto in laterizio (300x140x190 mm) 5 laterizio poroton con cartelle riempite di polistirolo (248x300x248 mm) 6 nastro di tenuta all’aria 7 tavellina in laterizio (300x48x190 mm) 8 profilo IPE 330 in acciaio laminato S275
La sala lettura per gli adulti al seminterrato (in fondo lo spazio per la consultazione degli audiovisivi). A fianco, nastrature lungo i serramenti e le pareti rivolte verso la corte interna.
Dettaglio F Solaio interpiano, dall’intradosso - pavimento in linoleum - massetto (40/70 mm) - pannello in OSB (15 mm) e finitura rasata - trave secondaria in lamellare 1 2 3 4
serramento legno alluminio triplo vetro nastro di schiuma elastica precompresso nastri di tenuta all’aria pannello di gesso (15 mm) con isolamento in lana di roccia (50 mm) 5 profilo IPE 330 in acciaio laminato S275
2
1
3 4
10
5 6
9 7
8 11 2 dettaglio F
12
6 7 8 9 10 11 12
tavellina in laterizio (300x48x190 mm) nastro di tenuta all’aria mattone pieno rivestito (120 mm) di lastra di gesso (15 mm) isolamento in EPS (160 mm) intonaco colorato bianco (15 mm) paragoccia in metallo (15 mm) schermatura motorizzata esterna in doghe orizzontali orientabili
progetti
progetti
25
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 26 _21
Un ascensore-generatore
lampade fluorescenti nelle stanze di lettura e apparec-
Pur progettata per sfruttare la ventilazione naturale,
gestione della luce, controllato anche in questo caso
passante e per effetto camino, in estate, aprendo le fi-
da sensori di presenza nelle aree di permanenza occa-
nestre la sera e usufruendo della corte centrale, la bi-
sionale (bagni, corridoi e scale) e un sistema di con-
blioteca è dotata di una ventilazione meccanica
trollo dell’illuminazione basato su sensori di luce
controllata ad alta efficienza con tre unità di recupero
naturale nelle aree di lettura mantiene l’efficienza
calore, bypass automatico per facilitare l’azione di free
energetica dell’edificio indicata dal CTE, Código Téc-
3
chi a LED nelle aree destinate ai servizi. Un sistema di
cooling in estate e portata di 50-550 m /h. Il sistema
nico de la Edificación, quadro normativo che stabilisce
di riscaldamento e raffrescamento, con pompa di ca-
i requisiti che devono essere soddisfatti dagli edifici in
lore, comprende cinque unità interne e sensori di pre-
Spagna.
senza per interrompere la climatizzazione se non ci
Infine, in un’ottica di diminuzione dei consumi ener-
sono utenti in una stanza. Contatori elettrici consen-
getici, è stato installato un ascensore altamente effi-
tono di monitorare il consumo effettivo dell’impianto.
ciente e funzionale; si tratta di un modello che non
Vista la funzione dell’edificio, la configurazione del-
richiede un cablaggio specifico, in quanto si collega
l’illuminazione è stata studiata con particolare atten-
alla rete monofase a 220 V con una presa, come un
zione. Con l’obiettivo di ottimizzare il rapporto tra il
qualsiasi elettrodomestico, e richiede solo 500 W per
livello di illuminazione richiesto per ogni postazione
funzionare. A seconda delle condizioni di carico, il
e il consumo di energia, oltre alle grandi e ampie ve-
motore agisce come una dinamo generando energia
trate che consentono la diffusione della luce anche al
che viene immagazzinata in una batteria che consente
seminterrato e nelle zone più buie, si sono combinate
di effettuare 100 corse senza alimentazione dalla rete.
Pagina a fianco, la corte interna completamente vetrata permette alla luce naturale di penetrare fino al seminterrato. Nella corte è stato messo a dimora un albero, simbolo della conoscenza rappresentata dai libri. In questa pagina, le canalizzazioni impiantistiche alloggiate tra le travi in legno lamellare del solaio interpiano.
progetti
progetti
27
Una spesa passiva Supermercato Passivhaus, Patsch (A) Per il committente, la catena austriaca MPREIS, si tratta del terzo edificio certificato Passivhaus. Come per i precedenti esempi nelle località di Pinswang e di Natters, anche questo supermercato si contraddistingue per un’elevatissima efficienza energetica, garantita dall’involucro a tenuta d’aria e da un corposo isolamento, nonché da un intelligente e sostenibile recupero del calore di scarto dei frigoriferi, sufficiente a riscaldare l’intero edificio.
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 28 _21
Lukas Schaller
progetti
progetti
29
A nord-ovest il supermercato di Patschè caratterizzato dalla terrazza all’aperto direttamente collegata con l’angolo caffetteria-panetteria interno.
Prologo Da qualche anno in Tirolo, Land occidentale dell’Austria, i supermercati consumano pochissimo e rispettano l’ambiente, perlomeno quelli della catena MPREIS, società locale attiva da quasi 100 anni nel ramo della distribuzione alimentare al dettaglio. Ancora prima di approdare allo standard Passivhaus, la committenza aveva già dotato alcuni dei suoi negozi di impianti fotovoltaici, per poter produrre in loco e CO2-free la grande quantità di energia elettrica che questa categoria di edifici necessita per il funzionamento. Ma è solo nel 2012 che i nuovi supermercati passivi, certificati dal Passivhaus Institut, soddisfano in pieno le esigenze di sostenibilità e di ecologicità di uno dei maggiori datori di lavoro privati del Tirolo. Gli esiti dei primi edifici sono stati così positivi che la MPREIS ha deciso di realizzare in futuro solo negozi certificati Passivhaus, il cui iter viene seguito dalla sede austriaca dell’istituto. La progettazione del punto vendita MPREIS nel paese di Patsch, a quasi 1.000 m slm e a una decina di chilometri da Innsbruck, è stata realizzata dall’architetto Volker Miklautz dello studio i-unit Architekten ma la progettazione tecnico-impiantistica è stata seguita dalla sede del Passivhaus di Innsbruck, che ha affiancato i vari professionisti coinvolti anche durante la fase di costruzione.
Progetto arch. Volker Miklautz, arch. Markus Gärtner i-unit Architekten ZT GmbH, Innsbruck (A) Progettazione esecutiva Thomas Jünger - i-unit Architekten ZT GmbH, Innsbruck (A) Ingegneria termica e fotovoltaico ing. Filip Antolovic - Peis & Partner GmbH, Innsbruck (A) Consulenza Passivhaus Institut DI Laszlo Lepp, Innsbruck (A) Struttura ing. Hans Bodner - Bau GmbH, Kufstein (A) Struttura in legno ing. Markus Stöckl - Schafferer Holzbau, Innsbruck (A) Superficie riscaldata 890 m2
Volker Miklautz
Superficie verde 1.100 m2
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 30 _21
Certificazioni Passivhaus Institut, Innsbruck
Volker Miklautz
Gli elementi verticali in lamellare hanno funzione di schermatura solare.
Volker Miklautz
Nella pagina a sinistra, uno scorcio della zona terrazzata esterna della caffetteria-panetteria.
progetti
31
Struttura e involucro La filiale di Patsch della MPREIS è, sostanzialmente,
alpino con una grande vetrata per metà della sua lun-
una ‘scatola’ interrata nel fianco della montagna. Le
ghezza. Le superfici trasparenti, con tripli vetri,
parti a contatto con il terreno sono state realizzate in
hanno un valore medio Uw di 0,75 W/m2. Il materiale
calcestruzzo armato, la copertura e la facciata ovest in
isolante utilizzato per le chiusure verticali opache è
legno strutturale. Grazie alla natura parzialmente ipo-
un doppio pannello in PUR da 10 cm per un totale di
gea dell’edificio, le perdite di calore (soprattutto in in-
20 cm di spessore di cappotto.
verno) sono state minimizzate, e si è ridotto anche
Lo spessore totale dell’isolamento del solaio contro
l’impatto volumetrico.
terra è di 26 cm, dati da 10 cm di XPS posati sulla so-
Dal punto di vista compositivo-distributivo, il super-
letta strutturale, altri 10 cm di EPS e ulteriori 6 cm di
mercato presenta una pianta rettangolare con un
pannelli di EPS.
grande open space dedicato all’esposizione della
Le membrane di tenute all’aria posate sulla struttura
merce e locali accessori tutt’attorno. Sul lato nord
dell’involucro hanno consentito di raggiungere nel blo-
(corto) trova posto anche una zona caffè-panetteria-
wer door test, imprescindibile nella procedura di certi-
pasticceria, fornita di un proprio bancone e di posti a
ficazione Passivhaus, un ottimo valore n50 di 0,31/h.
sedere, che si amplia a nord-ovest tramite la terrazza
La copertura piana è in pannelli lignei BBS (X-lam) da
esterna, la cui fruizione è, come comprensibile, stret-
12 cm sui quali sono stati posati due strati di XPS, ri-
tamente legata alle condizioni atmosferiche.
spettivamente da 14 e da 16 cm, e uno strato superfi-
I vantaggi della compattezza dell’involucro sono mas-
ciale di ghiaia per una trasmittanza media finale
simizzati grazie all’interramento dell’edificio lungo i
dell’intero pacchetto di appena 0,1 W/m2. Sulla coper-
lati est e sud; a nord si presenta con un muro in calce-
tura, inoltre sono stati da poco installati i pannelli fo-
struzzo armato mentre a ovest si apre sul paesaggio
tovoltaici.
ingresso consegna merci supermercato angolo caffetteria-panetteria magazzino
NORD
1 2 3 4 5
5
3 2
4 1
planimetria
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 32 _21
Lukas Schaller
Il fronte nord e uno scorcio del lato est, in gran parte interrato.
sezione trasversale sulla panetteria
sezione longitudinale
copertura
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progetti
33
1,65°
4
1 12
8
9
3 75
2
5 6
+3,80
7 14
16 4
14
60
Tetto piano a falda unica (pendenza 2,9%), dall’estradosso: - ghiaia (6 cm) - strato separatore in feltro (1 cm) - isolamento XPS (16+14 cm) - doppio strato bituminoso impermeabile (0,4+0,5 cm) - pannello portante del solaio in BBS (12 cm) - struttura primaria portante in legno lamellare (95 cm)
3,80
1,20
Parete esterna ventilata, dall’interno: - parete portante in c.a. (20 cm) con superficie verniciata - isolamento in PUR (20 cm) - tenuta all’aria - strato di ventilazione con listellatura (3,5-5 cm) - rivestimento in pannelli di legno a 3 strati spazzolati (1,9 cm) con superficie verniciata
1,20
14
4,15
1 pannello portante del solaio in BBS (12 cm) 2 struttura primaria portante in legno lamellare (95 cm) 3 vetratura parte superiore della parete con triplo vetro (parete vetrata rivolta a ovest) 4 grondaia riscaldata 5 brise-soleil verticali costituiti da elementi verticali in BBS (500x50x12 cm) montati sul bordo inferiore del pannello portante di copertura 6 isolamento superiore della parete 7 davanzale metallico di protezione 8 isolamento termico del bordo in PUR tra la lattoneria (5 cm) 9 pannello di chiusura in legno compensato a 3 strati (1,2 cm)
10 11 12 13
14
+0,25
35 70
13
-0,70
10
_21
-1,40
95
12
20
35 70
-0,35
-0,10
11 60
35
60
35
±0,00 = +1012,00
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 34
XPS (10 cm) XPS (20 cm) lamiera di protezione zona parcheggio asfaltata
A sinistra, la posa delle travi in lamellare che supporteranno i pannelli in BBS (X-lam) della soletta di copertura. Al centro, il tetto del supermercato pronto per la posa dei pannelli isolanti in XPS. La finestra a nastro che corre lungo tutto il lato est contribuisce all’illuminazione naturale dello spazio interno dedicato alla vendita. In basso a sinistra, la parte di parete ovest in c.a. è stata rivestita, esternamente, con pannelli in PUR e uno strato nero di tenuta all’aria. Sopra quest’ultimo, la listellatura necessaria per la facciata ventilata. In basso a destra, un dettaglio della facciata ventilata in fase di completamento.
progetti
progetti
35
6 7
8
16 65 11
1
2
5 4
35
35
-0,35
6 35
25
35
Âą0,00 = +1012,00
6
50
10
2 3 4 5
profilo metallico orizzontale per supporto serramento elemento angolare metallico di montaggio XPS (20 cm) blocco in Purenit per taglio termico flangia metallica di appoggio per gli elementi verticali di facciata in lamellare sovrapposizione dell’isolamento di almeno 10 cm XPS in zona fondazioni (20 cm) con sovrapposizione di telo bugnato impermeabilizzante elemento orizzontale di XPS (14 cm)
1,00
1
Sopra, la posa del telaio di supporto della parte vetrata presente sul lato lungo a ovest. Si tratta di profilati metallici assemblati in loco.
>10cm
Solaio interno supermercato, dall’estradosso: - resina epossidica (0,5 cm) - pavimento radiante per riscaldamento/raffrescamento (8,5 cm) - membrana di separazione - isolamento in EPS (6 cm) - isolamento in EPS (10 cm) - isolamento in XPS (10 cm) - soletta in c.a. (25-50 cm)
-0,60 -0,70 95
70
7
10
70
10
3
8
-1,40 20
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1,00
-1,50
20
15
60
L’impianto di trasformazione.
Frigoriferi per riscaldare Un adeguato ricambio d’aria è garantito dall’impianto di ventilazione meccanica dotato di un recuperatore di calore aria-aria. La distribuzione dell’aria rinnovata avviene tramite diffusori a lancio profondo altamente induttivi. Sia il riscaldamento sia il raffrescamento dell’intero edificio avvengono solo ed esclusivamente grazie allo sfruttamento del calore di scarto dei numerosi frigoriferi presenti all’interno del supermercato. Tale calore viene recuperato da una pompa di calore aria-aria, soffiato in una tubazione lungo il muro orientale del supermercato e dunque distribuito attraverso pavimenti radianti. L’energia elettrica necessaria per il funzionamento dei vari impianti è prodotta dai 144 moduli fotovoltaici installati in copertura, per un totale di 406 m2 di superficie captante, che rendono l’edificio quasi totalmente autonomo sotto il punto di vista dell’approvvigionamento energetico. Essendo l’impianto collegato in rete, è possibile immettere in essa l’eventuale surplus produttivo e, al bisogno, prelevare la corrente necessaria. Al contempo, il fatto di aver dotato i frigoriferi di ante ha permesso un significativo abbassamento dei consumi elettrici. Il sistema di recupero del calore di scarto per climatizzare gli ambienti impiegato nel negozio di Patsch è stato applicato anche in altri edifici del gruppo MPREIS; esso si è rivelato fin da subito talmente funzionale da non richiedere l’impiego di altri impianti di supporto né tanto meno di combustibili fossili. Per mantenere una sufficiente tenuta dell’involucro, costantemente interrotta dalle persone che entrano ed escono, sopra la porta della bussola d’ingresso è
L’impianto della VMC.
stata sistemata una cortina d’aria.
Edificio sistema radiante a pavimento
Frigoriferi cortina d’aria sopra l’entrata
temperatura > 0°
temperatura < 0°
impianto di refrigerazione
condensatore
Circuito del freddo
Circuito del freddo Circuito del riscaldamento Schema semplificato degli impianti presenti nel supermercato
progetti
progetti
37
Il committente Il supermercato di Patsch è il terzo di una serie tutta tirolese che, oltre alla certificazione Passivhaus, ha in comune con gli altri il committente. La ditta MPREIS si distingue in Austria per il suo operare in modo sostenibile, non solo da un punto di vista commerciale ma anche di gestione dei propri immobili. Negli ultimi anni, infatti, è diventato quasi un suo marchio di fabbrica proprio la realizzazione di punti vendita certificati Passivhaus. I vari edifici sono ideati senza ricorrere a schemi precostituiti e la loro progettazione è affidata ad architetti della regione, ai quali viene chiesto di contestualizzare il manufatto architettonico nell’ambiente circostante. Alla MPREIS va il merito di aver iniziato molto presto a interessarsi a vie alternative e innovative di approvvigionamento energetico, non solo dotando la maggior parte dei propri punti vendita di impianti una fornitura di energia ecologica al 100% poiché si tratta di energia idroelettrica prodotta in Tirolo.
Kathrin Auer
fotovoltaici ma, da gennaio 2014, garantendo a tutti
Trasmittanza media pareti esterne 0,13 W/m2K Trasmittanza media solaio contro terra 0,12 W/m2K Trasmittanza media copertura 0,12 W/m2K Trasmittanza media finestre Uw = 0,75 W/m2K; Ug = 0,55
Consumo energetico annuo per riscaldamento 4,6 kWh/m3 anno Energia primaria 373 kWh/m2 anno Carico di calore 13 W/m2 Tenuta all’aria n50 = 0,31/h Produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili 56 kWh/m2 anno Emissioni evitate di CO2 ca. 32 t/anno Un condotto della ventilazione meccanica “nascosto” tra gli elementi sagomati a soffitto della zona panetteria.
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 38 _21
Christian Flatscher
Sopra e in basso, due immagini dell’angolo caffetteria-panetteria. Il fatto di inserire, all’interno di un supermercato, una panetteria, quindi un luogo dove si cuoce il pane, ‘complica’ il calcolo dei parametri energetici. Un’attività di questo genere, infatti, è energivora, poiché presuppone un consumo elettrico non indifferente dovuto al costante funzionamento dei forni e, per lo stesso motivo, apporta al contempo un carico termico di cui è necessario tenere conto in fase di taratura degli impianti preposti al comfort interno. A sinistra, la struttura in legno del locale di competenza della panetteria.
Christian Flatscher
In basso, la posa degli elementi lignei del controsoffito della zona caffetteria. Ognuno di essi ha una sua propria forma e una precisa collocazione.
progetti
progetti
39
focus
Supermercati Passivhaus: l’esperienza austriaca Laszlo Lepp
Gli edifici commerciali in genere – e i supermercati in particolare – sono nel loro insieme edifici con un consumo di energia molto elevato. Nel commercio al dettaglio di generi alimentari, la refrigerazione degli alimenti è responsabile, infatti, per circa la metà dell’intero consumo energetico1. Ulteriori utilizzatori di energia particolarmente rilevanti sono l’impianto di illuminazione e, se presente, la panetteria, integrata nel supermercato. Il punto di partenza per ridurre l’elevato consumo energetico di un supermercato è quindi l’aumento dell’efficienza nel raffreddamento delle merci e nell’illuminazione. Spesso, infatti, si crea così tanto calore di scarto per la conservazione degli alimenti che il fabbisogno di riscaldamento può essere già coperto. Un involucro termico ben isolato disaccoppia di molto le condizioni interne dalle temperature esterne, vale a dire
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 40 _21
Simon Rainer
La catena tirolese MPREIS è stata pioniera nella realizzazione di supermercati certificati dal Passivhaus Institut di Darmstadt. Poche ma importanti regole e accorgimenti possono permettere a un edificio di questo tipo di raggiungere elevate prestazioni a fronte di un investimento economico ripagabile in breve tempo.
che, in inverno, l’interno rimane piacevole e in estate
mania dalle società REWE, EDEKA e NETTO2. Ad oggi
si evita il surriscaldamento. Per esempio, in estate,
ci sono in tutto il mondo 7 supermercati certificati se-
grazie a un involucro isolato e a piccole parti fine-
condo i criteri del Passivhaus Institut, dei quali 4 sono
strate, incluse le protezioni dal sole, all’interno del-
stati realizzati proprio dalla MPREIS in Tirolo – a Pin-
l’edificio non è troppo caldo. In questo modo, le unità
swang (2012), Natters (2014), Patsch (2015); Ötztal-
di refrigerazione non sono ulteriormente gravate da
Bahnhof (2016). Non solo l’accettazione da parte dei
maggiori temperature interne e possono lavorare in
clienti e la soddisfazione del committente, ma anche
modo più efficiente. Anche il posizionamento delle
l’effettiva riduzione del consumo energetico sono stati
porte di vetro nelle unità di refrigerazione può essere
così grandi che la stessa MPREIS ha deciso di appli-
considerato una sorta di ‘disaccoppiamento’ del si-
care questo concetto progettuale anche ad altre sue
stema di refrigerazione dalle condizioni interne. L’effi-
strutture. Attualmente sono in fase di
cienza aumenta, il consumo energetico diminuisce.
progettazione/realizzazione/certificazione tre nuovi
Affinché, infine, si possa avere aria costantemente fre-
supermercati del gruppo.
sca in un edificio Passivhaus è necessario un impianto bilanciato di ventilazione meccanica con recupero di calore ed, eventualmente, anche di recupero dell’umi-
Concept
dità. Questi concetti Passivhaus sono stati applicati
L’obiettivo di un supermercato Passivhaus risiede
con successo in Austria dalla catena MPREIS e in Ger-
nell’evidente miglioramento dell’efficienza generale.
focus
41
Più precisamente, attraverso l’attenzione verso i se-
Illuminazione
guenti aspetti.
È importante installare apparecchi d’illuminazione e lampade efficienti. Con la tecnologia attualmente di-
Isolamento termico dell’involucro e sistema di ventilazione con recupero di calore
sponibile è possibile una potenza installata di 8 W per m2 di superficie energetica di riferimento, senza dover limitare la quantità d’illuminazione desiderata.
Il fabbisogno per il riscaldamento è limitato a un massimo di 15 kWh all’anno per metro quadrato di superfi-
Produzione del freddo e frigoriferi
cie energetica di riferimento. In più, viene fissato un
Un’elevata efficienza nella produzione del freddo con
valore forfettario per le fonti di calore interne, cosa che
condensatori di grandi dimensioni, recupero del calore
accelera e semplifica in modo significativo il processo
di scarto per il riscaldamento degli ambienti con una
di progettazione. È previsto un impianto bilanciato di
progettazione adeguata del trasferimento di calore,
ventilazione meccanica con recupero di calore, il cui
nonché una gestione centralizzata dell’impianto di re-
dimensionamento si basa, di regola, sul flusso dei vo-
frigerazione multicompressore, sono indispensabili. I
lumi d’aria necessari. È richiesta una tenuta all’aria
frigoriferi sono da prevedersi con porte, possibilmente
-1
molto buona con n50<0,6 h oppure un valore q50<0,6 3
2
con guarnizioni continue, che abbiano, nel caso di fri-
m /hm in caso di edifici di grande volume. In questo
goriferi normali, vetri termoisolanti doppi; nel caso di
modo si riducono anche i contributi estivi legati al-
congelatori verticali, vetri termoisolanti tripli; nel caso,
l’umidità, che comporterebbero un aumento della for-
infine, di congelatori orizzontali, ante a scorrimento.
mazione di condensa nelle unità di refrigerazione e più
Sono poi sicuramente necessari un isolamento molto
frequenti cicli di sbrinamento, e si riduce anche il
buono delle parti opache dei frigoriferi, quindi un iso-
flusso d’aria che passa attraverso le porte aperte.
lamento dei pannelli del fondo, della parete posteriore
L’angolo panetteria all’interno del supermercato MPREIS di Pinswang, realizzato nel 2012, primo della serie. La presenza di un’attività di questo genere influisce molto sui calcoli energetici dell’edificio.
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 42 _21
e di quelle laterali per ridurre la trasmissione di calore.
tuto ottenere grazie all’applicazione di porte vetrate ai
Dal punto di vista tecnico, l’efficienza delle unità di re-
frigoriferi e di ante vetrate scorrevoli nel caso dei con-
frigerazione e degli impianti di refrigerazione può es-
gelatori orizzontali. Questa misura, adottata inizial-
sere ulteriormente migliorata attraverso evaporatori
mente dai proprietari con scetticismo, ha portato alla
più grandi, valvole di espansione elettroniche, nessun
fine al successo dell’intera azione, grazie all’accetta-
riscaldamento del telaio o delle lastre, un’illumina-
zione da parte dei clienti e al risparmio energetico che
zione efficiente, sbrinamento on demand e ventilatori
ne è conseguito.
ottimizzati con motori EC.
Per quanto riguarda l’energia necessaria al riscalda-
Sono queste misure assolutamente necessarie nella
mento del supermercato, il calore di scarto prove-
progettazione di un supermercato che voglia essere
niente dalla refrigerazione dei generi alimentari viene
orientato al futuro ed energeticamente efficiente.
riciclato attraverso un sistema di riscaldamento a pavimento. Questo deve avvenire, a causa della perdita
Esempi realizzati da MPREIS
di calore attraverso i frigoriferi, in parte anche nei
Il primo supermercato certificato come progetto pi-
mente buono che, anche in inverno, il sistema è suffi-
lota Passivhaus della Mitteleuropa è stato costruito
ciente per riscaldare i locali senza dover ricorrere a
nel 2012 a Pinswang, in Tirolo, per la MPREIS Waren-
una fonte energetica aggiuntiva. Per il supermercato è
vertriebs GmbH, un’azienda a conduzione familiare
dunque necessario solamente un allacciamento alla
con sede centrale a Völs, sempre in Tirolo, nonché la
rete elettrica.
più grande catena di negozi alimentare tirolese, con
Il riscaldamento avviene, di fatto, senza l’impiego di
mesi estivi. L’isolamento termico dell’involucro è tal-
3
250 supermercati e oltre 5.600 collaboratori .
combustibili fossili, come gas metano o gasolio, e non
Un primo, significativo risparmio energetico si è po-
è necessaria neppure una pompa di calore! Un sistema bilanciato di ventilazione meccanica con recupero di calore garantisce aria sempre fresca nei locali. Alla fine di questa ‘sperimentazione’ costruttiva, l’accettazione dei clienti, la soddisfazione del committente e l’effettiva riduzione dei consumi energetici sono stati tali che la stessa MPREIS ha deciso di applicare questo concetto anche ad altri suoi supermercati, soprattutto a quelli di nuova realizzazione. Con gli stessi principi sono stati successivamente realizzati i supermercati di Natters, Patsch (pubblicato nelle pagine precedenti) e Ötztal-Bahnhof. Le filiali di Ischgl, Piesendorf e Weer sono in costruzione/certificazione o in fase di progettazione – sempre con il supporto scientifico del Passivhaus Institut.
Reddittività/economicità Attraverso il concetto Passivhaus si è potuto ottenere un notevole risparmio nel consumo di energia elettrica nei supermercati MPREIS. Secondo le informazioni fornite dal cliente stesso, i costi aggiuntivi dell’investimento si ammortizzano entro 6 anni5.
Kathrin Auer
Pure se in un periodo di osservazione molto breve – l’ammortamento, in effetti, è adatto solo per conside-
focus
43
frigoriferi
A sinistra, consumo di elettricità in base agli utilizzi presso il Supermercato MPREIS di Pinswang a marzo 2014 (fonte: MPreis; analisi: Passivhaus Institut).
congelatori
supermercato MPREIS a Pinswang (A) Consumo di energia elettrica secondo gli utilizzi Marzo 2014
panetteria illuminazione energia ausiliaria
200 kWh/d 180 kWh/d
Nella pagina a fianco, confronto tra i costi energetici annuali – in percentuale rispetto al supermercato passivo di Pinswang – di sette supermercati della catena MPreis con l’indicazione del combustibile utilizzato per il riscaldamento (fonte: MPreis; fnalisi: Passivhaus Institut).
160 kWh/d 140 kWh/d 120 kWh/d 100 kWh/d 80 kWh/d 60 kWh/d 40 kWh/d 20 kWh/d
31.03.2014
29.03.2014
30.03.2014
27.03.2014
28.03.2014
25.03.2014
26.03.2014
23.03.2014
24.03.2014
21.03.2014
22.03.2014
19.03.2014
20.03.2014
17.03.2014
18.03.2014
15.03.2014
16.03.2014
13.03.2014
14.03.2014
11.03.2014
12.03.2014
10.03.2014
09.03.2014
07.03.2014
08.03.2014
05.03.2014
06.03.2014
03.03.2014
04.03.2014
01.03.2014
02.03.2014
0 kWh/d
razioni sul breve periodo mentre, per investimenti più
ding“s (NZEBs) in vigore dal 2020. Gli ormai compro-
lunghi (come per es. le costruzioni), si dovrebbe utiliz-
vati principi fondamentali dello standard Passivhaus
zare un metodo dinamico (metodo del valore attuale) –
(un isolamento molto buono, finestre passive, involu-
il supermercato passivo risulta economico anche solo
cro a tenuta d’aria, costruzione priva di ponti termici e
per il risparmio dei costi energetici.
ventilazione confortevole con recupero di calore)
Altri buoni motivi, oltre all’economicità, a favore di un
sono la base per l’efficienza.
supermercato passivo, sono l’immagine che ne deriva,
In combinazione con la produzione di energia rinno-
la protezione del clima, il rispetto della normativa
vabile, tali edifici sono già pronti oggi per il futuro e la
sull’efficienza energetica, la sostenibilità ecc.
transizione energetica e sono quindi sostenibili per le generazioni future.
Conclusioni e prospettive
Questo concetto funziona internazionalmente ed è in
La Passivhaus soddisfa già da 25 anni le esigenze fu-
cienza, il comfort, la sostenibilità ma soprattutto l’eco-
ture della UE riguardo i “Nearly Zero-Energy Buil-
nomicità – non solo negli edifici residenziali ma anche
pratica senza concorrenti per quanto riguarda l’effi-
Simon Rainer
Una parete del supermercato di Pinswang spiega ai clienti cos’è una Passivhaus e quali sono i suoi principi di funzionamento.
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 44 _21
Sotto, dettaglio di un adesivo presente sulle porte dei frigoriferi. ‘Greifbarer Klimaschutz’ è un gioco di parole, dove l’aggettivo greifbarer significa sia ‘a portata di mano’ che ‘tangibile’, riferendosi al fatto che le porte di vetro si aprono e chiudono con le mani e rappresentano un modo concreto di ‘proteggere l’ambiente’ poiché permettono una diminuzione dei consumi energetici. La scritta in verde sottostante significa, infatti, “Le porte dei frigoriferi risparmiano fino al 50% di energia”. Un modo per giustificare le porte sui frigoriferi e sensibilizzare al contempo i clienti sulla questione ecologica.
Costi energetici annuali 250%
200%
150%
100%
50%
0% Negozio 7 2004 gasolio
Negozio 6 2005 gasolio
Negozio 5 2005 gas
Negozio 4 2007 gas
Negozio 13 2012 pompa di calore
Negozio 12 2011 pompa di calore
Pinswang 2012 Passivhaus no riscaldam.
nel caso di edifici non residenziali, come appunto supermercati, scuole, asili, piscine, hotel, musei ecc.
Consulenza alla progettazione e certificazione Il Passivhaus Institut fondato dal prof. Wolfgang Feist nel 1996 a Darmstadt (D) ha, dal 2010, un’altra sede a Innsbruck (A). I collaboratori di questo istituto di riKathrin Binder
cerca indipendente supportano architetti, progettisti e committenti in fase di progettazione e applicazione dei principi passivi a edifici altamente efficienti dal punto di vista energetico consigliandoli durante tutta la fase di progettazione. I progetti sono innanzitutto
Bibliografia 1
legati al sito e considerati in base alla loro destinazione d’uso e alle loro esigenze specifiche. L’analisi dell’involucro edilizio viene effettuata con il 3D-Tool designPH5 e quindi viene calcolato il bilancio energe-
2 3
6
tico con il Passivhaus Projektierungspaket (PHPP) . Se necessario, viene fatta anche una simulazione dina-
4
mica dell’edificio. I supermercati passivi MPREIS sono stati sviluppati (e realizzati) con la consulenza scientifica della sede di Innsbruck del Passivhaus Institut il
5 6
Schnieders, Jürgen, Einführung: Verkaufsstätten als Passivhaus. In: Feist, Wolfgang, Arbeitskreis kostengünstige Passivhäuser, Protokollband Nr. 40: Passivhaus-Verkaufsstätten, Passivhaus Institut, 2012. Catene di negozi alimentari forse sconosciute in Italia ma molto note e di lunga tradizione in quei paesi. http://www.mpreis.at/unternehmen/mpreis-heute/index.htm (Stand 10/2016) http://wirtschaftsblatt.at/home/nachrichten/oesterreich/tirol /1421208/MMPrei-baute-den-ersten-Supermarkt-ohne-Heizung? from=suche.intern.portal (21.06.2013, von Michael Riedler) www.designph.org Feist, Wolfgang, et al., Passivhaus-Projektierungspaket Version 9, Passivhaus Institut, 2015.
quale, in qualità di organo indipendente, testa e certifica sia edifici che componenti.
Per approfondimenti www.phi-ibk.at www.passiv.de www.passipedia.org
Nota I contenuti sul tema ‘supermercati passivi’ sono stati elaborati assieme al dott. Jürgen Schnieders del Passivhaus Institut.
Laszlo Lepp Ingegnere, consulente presso il Passivhaus Institut, sede di Innsbruck
focus
45
Energy concept per supermercati a elevata efficienza energetica Michele De Beni Dare un segnale forte di presenza sul territorio, pun-
RETAIL, classe Gold. Sono stati questi gli obiettivi della
tando su rapidità di esecuzione, efficienza energetica e
COOP ALLEANZA 3.0 che ha fatto dell’innovazione e
salubrità interna, con standard che andavano ben oltre
del risparmio energetico i punti chiave per lo sviluppo
quelli riscontrabili negli altri punti vendita e con solu-
di tutti i suoi nuovi supermercati. Il concetto energetico
zioni progettuali e tecniche che si rifacevano all’esem-
e la progettazione bioclimatica utilizzata nel supermer-
pio di Carpi, eccellenza europea nel campo degli edifici
cato di Rovereto sul Secchia (Modena), che rappresen-
©
Food Retail, insignito con la certificazione LEED for
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 46 _21
tano un’evoluzione rispetto al fabbricato di Carpi, sono
In Italia esistono, già da alcuni anni, diversi esempi di supermercati a bassissimo consumo energetico. Il nuovo supermercato COOP di Rovereto sul Secchia, realizzato in sostituzione di quello esistente nel medesimo sito, gravemente danneggiato dal sisma che ha colpito l’Emilia il 29 e 31 maggio 2012, nel corso dei due anni di funzionamento ha permesso consumi energetici inferiori del 35-40% rispetto alle baselines inerenti punti vendita di pari superficie e dotazioni.
stati esplicitati in soluzioni costruttive di involucro
tuali: la presenza di soli mobili frigo verticali ad ante
passivo (altissimo isolamento e tenuta all’aria ai mas-
con vetro-camera, l’assoluta assenza di mobili plug-in
simi livelli) e in un sistema impiantistico integrato che
con compressori a bordo, l’utilizzo di sole luci LED e la
combina un sistema HVAC e sistema frigo alimentare e
presenza di una bussola con sensore radar “evoluto”
che riutilizza il calore di scarto di quest’ultimo per ri-
per limitare il tempo di apertura e i conseguenti in-
scaldare l’edificio. Nell’edificio, infatti, non è presente
gressi di aria esterna indesiderata.
un generatore dedicato al solo riscaldamento. Relativamente alla strategia passiva di riduzione dei fabbisogni
L’involucro
utili (soprattutto di calore) si possono evidenziare al-
Le pareti e la copertura sono state realizzate con strut-
cuni aspetti progettuali: una forma estremamente
tura prefabbricata in pannelli a telaio di legno, com-
compatta, una grande vetrata a triplo vetro rivolta a
posta da fibrogesso (13 mm), lana di roccia (40 mm),
nord che, seppur penalizzante dal punto di vista dei
pannello OSB (15 mm), montante di legno del telaio
guadagni solari, risulta fondamentale per le esigenze
e lana di roccia interposta (200 mm), pannello OSB
di comfort visivo interno, e un’estrema attenzione nel
(15 mm), fibrocemento (13 mm) per uno spessore
curare la tenuta all’aria dell’involucro ligneo. In rela-
totale di 296 mm e un valore medio di trasmittanza
zione, invece, alle strategie attive di riduzione dei cari-
U di 0,17 W/m2K. La copertura, con una struttura por-
chi indesiderati (anche in questo caso, soprattutto
tante a capriate di legno lamellare, è rivestita con la-
calore), si sottolineano i seguenti componenti proget-
stre di zinco-titanio.
focus
47
I sistemi tubolari di illuminazione naturale installati sulla copertura dell’edificio per portare la luce naturale all’interno del supermercato; nelle foto in basso, dettaglio di un tubo e l’involucro forato predisposto per l’installazione del sistema.
Il sistema di illuminazione
ciato al sistema di gestione a servizio dell’intero edifi-
L’illuminazione naturale è stata considerata priorita-
cio, al fine di limitare l’utilizzo di luce artificiale attra-
ria rispetto a quella artificiale sia nell’area vendita sia
verso l’integrazione della luce naturale dei sistemi
nelle restanti zone (lavorazioni e uffici). A tal fine
tubolari di illuminazione naturale.
sono stati installati in copertura 24 sistemi tubolari di illuminazione naturale, di sezione pari a 53 cm, dimensionati nel numero e nella collocazione per ga-
Le soluzioni impiantistiche
rantire un Fattore Medio di Luce Diurna pari a circa
Il punto vendita di Rovereto presenta la peculiarità di
l’1% con condizioni di cielo coperto.
avere un’unica centrale termo-frigorifera, la quale,
I sistemi tubolari sono dotati di un captatore in coper-
mentre nei punti vendita standard viene utilizzata per
tura che cattura la luce naturale nelle componenti di-
il solo sistema frigo-alimentare, in questo edificio dai
retta e riflessa, e tramite i sottostanti condotti
ridottissimi fabbisogni energetici è utilizzata anche
riflettenti sino al 99,7%, garantiscono che la massima
come generatore per il riscaldamento e il raffresca-
quantità di luce naturale venga raccolta e diffusa
mento. Questa soluzione presenta diversi vantaggi, in
nell’area sottostante.
quanto garantisce un’elevatissima efficienza energe-
L’illuminazione dell’area di vendita è eseguita attra-
tica, consente di contenere gli spazi dedicati ai locali
verso file continue di lampade installate al centro
tecnici e limita in modo drastico le necessità di manu-
della corsia scaffali (binari LED); ciascuna fila di lam-
tenzioni (una sola centrale anziché due).
pade è installata al bordo di un binario elettrificato
Nel periodo invernale, il calore di condensazione del-
specifico ed è alimentata attraverso due diversi cir-
l’impianto frigo alimentare, che normalmente ver-
cuiti di accensione, collegati ad apparecchi alternati
rebbe smaltito all’esterno tramite dei condensatori ad
sulla fila per permetterne la parzializzazione. Tutte le
aria, può essere utilizzato dall’impianto di riscalda-
file continue sono dotate di alimentatore dimmera-
mento per inviare i fluidi caldi alle varie utenze: una
bile con tecnologia DALI opportunamente interfac-
unità di trattamento aria (a doppio flusso con recupe-
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 48 _21
Progetto architettonico arch. Manuel Tartaro – INRES, Sesto Fiorentino (FI) Concetto energetico ing. Michele De Beni, Modena Impianti meccanici ing. Luca Lunghi – INRES, Sesto Fiorentino (FI) Appaltatore struttura in legno System Costruzioni, Solignano (MO) Installatori impianti Toninato Impianti, Noventa di Piave (VE) Impianto frigo alimentare Arneg Spa, Campo San Martino (PD) Superficie complessiva 700 m2 Superficie area vendita 380 m2 I due grafici sopra illustrano l’andamento delle isoterme della parete in corrispondenza del pilastro in lamellare posto all’interno della struttura e le tipologie dei materiali che costituiscono il pacchetto parete.
Lavori gennaio-agosto 2014
A destra, nastratura in fase di cantiere per assicurare la tenuta all’aria della struttura.
ratore di calore ad altissima efficienza) si occupa dell’area vendita, mentre i reparti e gli altri locali sono serviti da ventilconvettori che ricircolano l’aria già presente in ambiente. Nel periodo estivo, i gruppi compressori dedicati alla sezione a bassa temperatura BT e temperatura normale TN dell’impianto della refrigerazione alimentare sono affiancati da un terzo gruppo, denominato AT, che produce l’acqua fredda da destinarsi alle utenze sopra indicate. L’unità di trattamento aria è a portata variabile e può funzionare in modalità full free-cooling, in modo da consentire ampi risparmi specialmente nelle mezze stagioni. Particolare attenzione è stata rivolta anche al trattamento dell’aria primaria, una delle principali voci di costo relative all’impianto di condizionamento; è stato utilizzato un recuperatore a flussi in controcorrente ad altissima efficienza (oltre 85%), munito di bypass. Per quanto riguarda la produzione dell’acqua calda sanitaria, è stato previsto uno scaldacqua in pompa di calore, soluzione che permette di sfruttare una fonte parzialmente rinnovabile, quella aerotermica, per produrre l’acqua calda alla temperatura necessaria per i normali utilizzi del punto vendita, mentre una resi-
focus
49
stenza elettrica integrativa consente di effettuare la
nuire il consumo elettrico richiesto dalle ventole del
sanificazione dell’impianto tramite shock termico per
condensatore.
combattere il batterio della legionella.
Al fine di ridurre i consumi energetici, mantenendo la corretta temperatura di conservazione dei prodotti, si
Il sistema frigo alimentare
sono adottate le seguenti soluzioni tecniche:
L’impianto del frigo alimentare, anche nel periodo in-
- banchi TN e BT con chiusure trasparenti;
vernale, necessita di smaltire un grande quantità di
- banchi BT con vetri non riscaldati;
calore e la dissipazione avviene attraverso un appo-
- illuminazione banchi a LED;
sito condensatore dotato di ventilatori assiali. Nel
- inverter per compressori;
punto vendita di Rovereto tale calore gratuito è recu-
- valvole di laminazione elettroniche;
perato e utilizzato per scaldare l’acqua destinata al ri-
- ventilatori elettronici ad alta efficienza negli evapo-
scaldamento degli ambienti.
ratori di banchi e celle e nei condensatori.
Non sono necessari generatori aggiuntivi per garan-
L’impianto frigo alimentare previsto utilizza il refrige-
tire la corretta temperatura interna nel periodo inver-
rante R134 per la TN e CO2, a bassissimo GWP (Global
nale e l’utilizzo del calore di risulta da parte
Warming Potential), in cascata, per la BT. Questa tipo-
dell’impianto di condizionamento permette di dimi-
logia impiantistica, considerata la zona di installa-
Potenza termica richiesta 90 kWt Temperatura fluido termico 40/38 °C Potenza frigorifera richiesta 100 kWf Temperatura fluido frigorifero 8/13 °C Capacità volano termico/frigorifero 1000 l Portata aria UTA 9000 m3/h Efficienza recuperatore > 85%
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 50 _21
zione, risulta allo stato attuale la scelta energetica-
punto vendita. Se la temperatura rilevata è inferiore
mente più efficiente.
ai 39 °C, dopo 60 minuti di richiesta del carico, viene generato un allarme.
L’acqua calda sanitaria
Una volta a settimana è programmato un sistema di
La produzione di acqua calda sanitaria è demandata a
shock termico allo scopo di prevenire la formazione
una pompa di calore aria/acqua, che sfrutta la sor-
di legionella, mediante una resistenza elettrica integra-
gente aeraulica, considerata parzialmente rinnova-
tiva utilizzata esclusivamente per questo scopo.
bile, e che è dotata di relativo accumulo da 120 l. Le
Il BEMS è programmato per innalzare la temperatura
prestazioni della pompa di calore permettono di pro-
fino a 70 °C nel serbatoio, attivare la pompa di ricircolo
durre l’acqua calda sanitaria sfruttando oltre il 50% di
e aprire la valvola miscelatrice per permettere la circo-
energia proveniente da fonte rinnovabile.
lazione di acqua calda in tutta la rete idrica interessata.
La temperatura di immissione ai servizi è regolata a trollata mediante una sonda installata sulla mandata.
L’unità di trattamento aria nella zona vendita e il recuperatore
La pompa di ricircolo viene attivata secondo apposito
L’unità di trattamento aria a servizio dell’area vendita
canale orario che ricalca le effettive esigenze del
si attiva e si disattiva con canale orario ottimizzato e
45° attraverso una valvola miscelatrice a tre vie con-
Nella pagina accanto, schema della UTA dell’area vendita e, sotto, vista dall’alto della stessa, delle tubazioni e delle canalizzazioni dei sistemi tubolari di illuminazione naturale. Sopra, schema della centrale termica; accanto le pompe di circolazione.
focus
51
Nelle due fotografie, l’involucro del fabbricato in fase di realizzazione e il supermercato completato.
con contatto inserimento/disinserimento dell’al-
tata fino al massimo consentito dal motore. Anche in
larme. Il sistema di ottimizzazione prevede un tempo
caso di aumento di inquinamento da CO2 il sistema di
massimo di pre-accensione di 1 ora e un tempo mas-
supervisione provvede a incrementare la velocità fino
simo di pre-spegnimento di 30 minuti; si disattiva co-
al massimo possibile, aumentando la quantità di aria
munque in caso di intervento del sistema di
esterna immessa in ambiente.
rilevazione fumi. Durante il periodo di pre-accensione
Il free cooling viene abilitato se la temperatura
viene disabilitato il sistema di ricambio aria esterna,
esterna è minore della temperatura ambiente di al-
che si attiva in orario di occupazione.
meno 2 °C. In regime invernale la serranda si apre in
La regolazione della temperatura avviene mediante
modo proporzionale, se la temperatura ambiente è
comando della valvola a due vie che alimenta una bat-
maggiore di 21 °C; in regime estivo, la serranda ha la
teria, con fluido a bassa temperatura in funziona-
priorità sul sistema di valvole di regolazione, quindi,
mento estivo o con fluido caldo in funzionamento
in caso di necessità di raffreddamento, il sistema di
invernale. Il sistema di supervisione controlla la tem-
supervisione prima apre le serrande (se le condizioni
peratura ambiente e la qualità dell’aria (CO2) me-
esterne lo prevedono) e poi comanda le valvole.
diante le sonde installate in area vendita; la
Il night purge (lavaggio notturno) ha lo scopo di raffre-
temperatura di immissione aria viene verificata dal
scare l’area vendita durante il regime estivo, qualora
sensore installato sul canale di mandata ambiente.
le condizioni esterne siano favorevoli. Per il suo fun-
Il ventilatore di mandata è sotto inverter gestito dal si-
zionamento è richiesta una differenza minima tra aria
stema di supervisione mediante protocollo ModBus;
ambiente e aria esterna di almeno 2 °C e una tempera-
la velocità è regolata in base alla richiesta dell’energia
tura minima ambiente di 20 °C.
necessaria per il raggiungimento dei parametri impo-
La protezione antigelo prevede l’apertura delle valvole
stati di temperatura e di qualità aria: in condizioni di
miscelatrici al 50%, se la temperatura esterna è mi-
valori di set point soddisfatti, il ventilatore si posi-
nore di 0 °C e il ventilatore è fermo; le valvole si
ziona alla minima velocità impostata a 30 Hz. In caso
aprono al 100%, se scatta il termostato antigelo.
di scostamento della temperatura ambiente dal set fino alla completa apertura prevista. Se le condizioni
L’abilitazione dei Fan Coil nelle aree di lavorazione e riserve
di scostamento persistono, la velocità viene aumen-
Nelle lavorazioni e riserve sono presenti termostati
point, viene azionato il sistema di valvole modulanti
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 52 _21
ambiente per il comando e la regolazione dei Fan Coil;
due si guastasse. Le pompe si accendono fuori dal-
attraverso il sistema di supervisione viene gestita
l’orario di richiesta in caso di abbassamento della tem-
l’abilitazione delle macchine attraverso apposito co-
peratura esterna < 0 °C (protezione antigelo).
mando “LV RS FC Com”. Questo circuito viene attivato
Le pompe sono dotate di inverter e la regolazione
esclusivamente quando sono soddisfatte le seguenti
della frequenza avviene accrescendo il numero dei
abilitazioni, ovvero ON da programma orario e al-
giri all’aumentare dell’apertura della valvola
larme disinserito. In regime invernale viene attivata la
caldo/freddo della UTA dell’area vendita. Trattandosi
pompa di circolazione dei circuiti caldi per fornire
di un circuito chiuso privo di ricircolo, è presente una
fluidi caldi ai circuiti e alla lama d’aria.
valvola a due vie installata fra la mandata e il ritorno dell’impianto al fine di garantire la circolazione alle
Produzione acqua calda/refrigerata per la climatizzazione
pompe con valvola UTA nell’area vendita in chiusura.
La produzione di acqua refrigerata è effettuata dal si-
L’impianto fotovoltaico
stema del frigo alimentare. La richiesta avviene in re-
Sulla pensilina di copertura dello scarico merci è in-
gime estivo o invernale se l’area vendita richiede
stallato un impianto fotovoltaico costituito da 32 pan-
energia attraverso un apposito comando; in caso di
nelli policristallini che raggiungono una potenza di
raggiungimento del setpoint ambiente, l’impianto
picco complessiva di 8 kWp. La produzione garantita
resta in standby.
annualmente da questo impianto è di 8.850 kWhe;
Le pompe di circolazione del fluido caldo/freddo si at-
tale energia viene completamente autoconsumata, in
tivano su richiesta di caldo o freddo (secondo regime
quanto l’impianto frigo alimentare è caratterizzato, in
impostato) dagli ambienti e su abilitazione prevista
ogni stagione, da un assorbimento elevato.
dal programma orario clima, oppure in caso di protezione antigelo. Il sistema di supervisione prevede lo scambio delle due pompe in caso di allarme di una pompa e settimanalmente per ‘logica di invecchia-
Monitoraggio dell’energia e della potenza elettrica
mento’; in questo modo, le due pompe lavorano metà ore e ‘invecchiano insieme’, avendo sempre la certezza
Il sistema di supervisione è collegato con protocollo
che vi è una pompa di riserva nel caso in cui una delle
ModBus ai sei multimetri installati: fornitura elettrica,
focus
53
condizionamento, linea preferenziale, illuminazione
evaporatore e costituisce un’utenza fittizia utilizzata
area vendita, illuminazione sicurezza e impianto frigo-
per aumentare la potenza da mettere a disposizione
rifero. Il BEMS acquisisce le variabili di potenza (kW)
all’impianto di riscaldamento. Anche in questo caso,
ed energia (kW/h) e i valori riferiti dei consumi di
la soluzione adottata ha portato a un’importante ridu-
energia ogni 15’, 60’, 24 h, 30 gg. per ciascun multime-
zione degli ingombri impiantistici.
tro. Per la fornitura generale, sono acquisite anche le
A bordo della centrale termofrigorifera, flange di col-
variabili di tensione, corrente, frequenza, fattore di po-
legamento costituiscono il limite di fornitura e instal-
tenza, energia media nei 15’ e potenza di picco nei 15’.
lazione tra l’impiantista del frigo alimentare e quello
Mediante protocollo ModBus sono inoltre interfac-
dell’impianto di condizionamento; in questo modo ri-
ciati il solarimetro e il Modulo Interfaccia Inverter
sultano ben distinte le competenze e le responsabilità
(Codice Allarme Inverter, contatore Produzione, Po-
dei due installatori, sia in fase realizzativa che manu-
tenza Istantanea, tensione, energia prodotta da inizio
tentiva. La distribuzione alle utenze dell’impianto di
settimana/mese/anno).
condizionamento è idronica rendendo tutto il sistema facilmente modificabile e integrabile. Inoltre, se con-
La domotica
frontato con una soluzione a espansione diretta, il
La richiesta del cliente era quella di realizzare una so-
funzionamento dell’impianto in questo modo è piut-
luzione tecnica che sfruttasse le possibili sinergie tra
tosto semplice, indipendentemente dal numero di
gli impianti presenti in un punto vendita di piccola ta-
utenze dell’impianto di condizionamento.
glia, contenendo i costi di installazione e di gestione e
L’edificio è gestito interamente tramite un sistema
limitando gli ingombri delle apparecchiature.
di supervisione, un software di controllo delle presta-
L’impianto frigo-alimentare è il sistema impiantistico
zioni energetiche dei sistemi, destinato a effettuare
più energivoro di quelli installati in un punto vendita,
diversi tipi di analisi e a generare un’ampia gamma
arrivando a coprire con i suoi consumi energetici fino
di resoconti necessari all’Energy Manager. Il sistema
al 50% di quelli complessivi. Era quindi necessario
di raccolta dati è in grado di memorizzare e analizzare
puntare sul contenimento energetico di tale impianto.
i punti energetici (sensori/contabilizzatori) e i dati ri-
Le direzioni intraprese sono state sostanzialmente
cavati sono principalmente relativi a contabilizzatori
due: l’ottimizzazione del rendimento dell’impianto
(elettrico, gas e acqua); per procedere ai calcoli di nor-
agendo sulle varie componenti (centrale di produzione
malizzazione si possono anche utilizzare dati di tem-
del freddo, distribuzione, unità terminali) e il recupero, per quanto possibile e finché energeticamente conveniente, del calore di risulta (condensazione e/o desurriscaldamento) del ciclo frigorifero dell’impianto stesso. La salvaguardia del funzionamento dell’impianto frigo alimentare è di primaria importanza per un punto vendita; da essa dipendono la continuità dell’attività del punto vendita stesso e la conservazione di merci deperibili di rilevanza economica non trascurabile. Le interazioni con l’impianto di condizionamento sono state quindi ben ponderate e hanno portato allo sviluppo di una centrale termofrigorifera unica per i due impianti, contenendo gli spazi tecnici, ma che ha soprattutto permesso di recuperare tutto il calore, altrimenti dissipato all’esterno, utilizzandolo per il riscaldamento degli ambienti. La batteria del condensatore esterno è stata divisa in due circuiti: un circuito funziona da condensatore per l’impianto frigo alimentare, il secondo funziona da
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 54 _21
peratura interna/esterna.
Costi e risparmi energetici annui
La raccolta dei dati e l’archiviazione può avvenire in
Il costo sostenuto per la fornitura e installazione della
un server di rete o in un server dedicato stand-alone.
tecnologia di Building Automation è indicativamente
La supervisione è realizzata attraverso un’interfaccia
di 24.500 €. Considerando un interesse annuo del
Web, per analizzare velocemente le prestazioni ener-
0,5% e un incremento annuo del costo dell’energia
getiche dell’edificio. I sistemi di supervisione tecnolo-
elettrica del 3,5%, il tempo di ritorno dell’investi-
gica e di gestione dell’energia, dotati di interfaccia
mento, inteso come annullamento del VAN, avviene
utente grafica dinamica, multiutente e di tipo web ser-
entro i 10 anni. Se, oltre al contributo di risparmio
ver, oltreché i servizi web di gestione della manuten-
della Building Automation, consideriamo anche
zione e di follow up delle procedure di intervento,
quello di risparmio energetico legato all’introduzione
consentono un migliore mantenimento delle presta-
del particolare impianto che è stato realizzato e che il
zioni del sistema tecnologico controllato durante il
BMS controlla (e ovviamente anche il suo extracosto),
suo intero ciclo di vita.
il tempo di ritorno si contrae a 7 anni.
L’hardware di controllo previsto è liberamente pro-
Dal monitoraggio energetico di numerose installa-
grammabile da remoto, permettendo così la continua
zioni analoghe è stato riscontrato un risparmio eco-
personalizzazione delle strategie e la loro eventuale
nomico legato all’introduzione del sistema di
ottimizzazione a seguito dello start-up degli impianti
Building Automation pari al 6% dei consumi energe-
(“continuous commissioning” dei sistemi). Il sistema
tici complessivi del punto vendita.
di supervisione permette di monitorare i flussi ener-
Il consumo elettrico annuale del punto vendita
getici dei vari impianti installati (elettrico, meccanico,
di Rovereto è di circa 235.000 kWhe ed è quindi possi-
frigo alimentare) e di operare da remoto sui parametri
bile stimare un risparmio energetico annuo pari a
e le logiche che ne determinano il comportamento.
14.100 kWhe, equivalenti a circa 6.810 kg CO2/anno.
Potendo fornire tutta una serie di report e di analisi
Il risparmio economico conseguito è dunque pari in-
customizzabili, il sistema consente un controllo avan-
dicativamente a 2.180 €/anno.
zato degli impianti e quindi di massimizzare i risparmi energetici ed economici. Sull’impianto è installata un’interfaccia touch screen per la gestione locale dei canali orari, set point, allarmi, monitoraggio.
Michele De Beni Ingegnere, Passivhaus Planer
Il grafico mostra i consumi del supermercato nel corso del 2015: i carichi maggiori si hanno sempre per i gruppi frigo, in particolare durante i mesi estivi (luglio e agosto).
focus
55
focus
Sistemi costruttivi in legno e tradizionali a confronto in contesti climatici differenti. Analisi in clima freddo Francesca De Filippi, Matteo Guiglia, Alberto Perron Cabus, Arianna Zanichelli
Quali sono le potenzialità delle strutture in legno con isolanti naturali? L’analisi di un edificio di riferimento concepito in tre varianti (legno-paglia, X-lam e latero-cemento) effettuata con il software Pro CasaClima 2015 evidenzia le alte prestazioni invernali e il basso impatto ambientale della soluzione in legno-paglia.
L’articolo si propone come un’indagine sulle caratteri-
potto in fibra di legno ed entrambi a un sistema in
stiche e sulle potenzialità della strutture in legno con
latero-cemento?
impiego di isolanti naturali, rispetto ad altre tecniche
• si può costruire un edificio con materiali naturali
tradizionali, sottoposte a diverse sollecitazioni clima-
che sia egualmente prestazionale, competitivo
tiche che risultino esigenti sia sotto il profilo inver-
sotto il profilo economico rispetto a uno in latero-
nale che quello estivo.
cemento?
L’analisi condotta si sofferma in particolar modo sulle
Partendo dall’individuazione di un edificio esistente
valutazioni energetiche, di sostenibilità e di costi,
che assumesse il ruolo di caso studio, sono state ela-
dello stesso edificio ipoteticamente concepito in tre
borate le stratigrafie del sistema costruttivo in legno-
varianti costruttive: struttura a telaio in legno con iso-
paglia, X-lam e latero-cemento, in modo da valutarne
lante in paglia, X-lam con cappotto in fibra di legno,
le differenti performance energetiche in tutte e sei le
struttura in cemento armato con tamponamenti in la-
zone climatiche italiane. Dunque il calcolo termo-
terizio e cappotto sintetico, con un confronto tra le
igrometrico è stato condotto nelle diverse località spa-
stesse. L’obiettivo è quello di rispondere ad alcune do-
ziando da Sestriere fino a Porto Empedocle.
mande:
Nell’ambito dei climi caldi-umidi sono stati studiati
• si può efficacemente costruire in legno a qualsiasi
gli interventi migliorativi e le strategie atti a ridurre il
latitudine? Con quali accorgimenti costruttivi?
fabbisogno energetico estivo con aumento di comfort,
• il sistema legno-paglia può essere paragonato in termini di efficienza a un sistema X-lam con cap-
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 56 _21
sia in regime dinamico che statico; tali varianti riguardano principalmente lo spessore dell’intonaco in-
terno, il diverso sistema di schermatura e il colore del-
dimostrano che il settore che investe sul sostenibile è
l’intonaco di facciata nonché le strategie di ventila-
l’unico in controtendenza nel registrare crescite signi-
zione notturna. L’indagine è incentrata sulla
ficative2. Il rapporto Oise del 2016 cita: “A motivare il
valutazione della prestazione termo-igrometrica ma
cambio radicale delle priorità è l’idea che l’edilizia rap-
analizza anche il confronto di costi e di sostenibilità
presenti un settore strategico per l’economia e lo svi-
ambientale (criterio nature) tra le tre varianti tecnolo-
luppo e che il suo profilo debba essere ridefinito per
giche oggetto di studio. Lo studio è illustrato tramite
migliorare non solo qualità e prestazioni degli edifici,
due articoli correlati: nella prima parte viene descritta
ma anche per scongiurare i rischi crescenti per le per-
la metodologia e il caso-studio impiegato nonché illu-
sone e il territorio legati ai cambiamenti climatici”.
strati i principali risultati dell’analisi in clima freddo.
Secondo la stima di Aitec (Associazione Italiana Tec-
Nella successiva Parte II verranno invece illustrati i
nico Economica Cemento) l’Italia registra sulla produ-
principali risultati dell’analisi svolta in condizioni cli-
zione di cemento nell’anno intercorso tra il 2013 e il
matiche calde.
2014, una diminuzione significativa del -6,7%3, a vantaggio del settore delle costruzioni “ecologiche”. Que-
Secondo la ricerca condotta dal The World Green Buil1
sto assunto è dimostrato, ad esempio, dalla diffusione
ding Trends 2016 , il mercato della bioedilizia è in con-
delle costruzioni in legno: a oggi si stima, infatti, che il
tinua crescita e si prevede entro il 2018 un aumento
18% delle costruzioni nel nostro Paese sia in legno, per-
del 60% dei progetti improntati sulla sostenibilità.
centuale destinata a raggiungere il 30% entro il 20204.
Anche i dati relativi alla crisi edilizia degli ultimi anni
La diffusione dell’impiego di strutture in legno non
focus
57
solo aumenta in termini quantitativi, ma si estende su
intrinseca di caratterizzazione e conseguente certifi-
tipologie edilizie e destinazioni d’uso tradizionalmente
cazione di qualità comune a tutti i materiali naturali e
estranee a questo materiale; inoltre, l’impiego del
sostanzialmente non lavorati. Tale difficoltà non ne
legno si sta accompagnando a una sempre maggiore
comporta l’esclusione come materiale da costruzione,
attenzione all’impiego di altri materiali naturali e in-
tuttavia il suo impiego non è esente dalle responsabilità
trinsecamente sostenibili anche per altre componenti
della verifica di conformità ai criteri del DPR 246/93.
edilizie, in primo luogo coibenti e finiture.
A oggi risultano numerose le analisi sperimentali ese-
In tale quadro assume particolare rilevanza la risco-
guite con l’obiettivo di chiarire singoli aspetti della ca-
perta in edilizia di un materiale di uso antico come la
ratterizzazione fisico-meccanica del materiale di base,
paglia, impiegato come coibente. La paglia possiede
pur non essendo ancora sedimentata in letteratura
caratteristiche di sostenibilità uniche, legate al fatto
una completa ed esaustiva sintesi a riguardo. In ogni
di reimpiegare con buone proprietà di coibente una
caso alcuni parametri fisico-meccanici del materiale
risorsa rinnovabile che è uno scarto della produzione
(in particolare la conducibilità termica, il comporta-
alimentare priva di un diverso utilizzo.
mento al fuoco, la permeabilità al vapore e il potere
Costruzioni con impiego di paglia rappresentano una
fonoisolante) risultano sufficientemente consolidati
realtà significativa da molti anni, pur con caratteristi-
da poter essere stati impiegati per la definizione delle
che estremamente variegate. Negli ultimi dieci anni
regole tecniche e nei documenti normativi preceden-
tuttavia diverse esperienze nell’impiego di questo ma-
temente citati. Nella letteratura tecnica appaiono
teriale sono riscontrabili in ambito europeo, all’in-
meno diffuse le analisi di sintesi e di comparazione di
terno di un approccio più tecnico e di analisi
sistemi in paglia con altri più convenzionali, in modo
prestazionale, dai contorni maggiormente confacenti
da illustrare i reciproci vantaggi e criticità.
ai moderni requisiti normativi. In tale ottica l’impiego
In questo quadro il presente lavoro si pone come
della paglia come materiale isolante è già consolidato
obiettivo quello di fornire validi strumenti per la valu-
nelle normative di alcuni Paesi europei come la Fran-
tazione della tecnica legno-paglia (struttura portante
5
cia, la Germania e l’Austria e risulta oggetto di appli6
a telaio in legno lamellare e tamponamento in balle di
cazione in ambito sia pubblico che privato . Interventi
paglia) confrontandola in termini di prestazione ener-
già realizzati evidenziano come, grazie alle caratteri-
getica, di sostenibilità e di costi, a sistemi costruttivi
stiche isolanti della paglia, quasi sempre in connubio
come l’X-lam e il latero-cemento. Il paragone è stato
con strutture portanti lignee, sia oggi possibile conse-
condotto prendendo a riferimento un edificio plurifa-
guire con tali tecnologie, elevate prestazioni energeti-
miliare di 4 piani f.t., svincolandosi dall’idea proget-
che e strutturali, durabilità nel tempo e maggiore
tuale della casa monofamiliare e indagando
economia rispetto ad altri sistemi costruttivi conven-
costruzioni pluripiano a maggior densità.
zionali (come il latero-cemento). Essendo un mate-
La possibilità di realizzare edifici con struttura por-
riale edile in fase di riscoperta, la sua diffusione è
tante in legno ad altezze rilevanti è messa in evidenza,
ancora piuttosto lenta e limitata da alcune oggettive
per esempio, da un edificio di 8 piani f.t. con struttura
difficoltà di natura tecnologica e di inquadramento
a telaio in legno e tamponamento con coibente di pa-
normativo. Per quanto riguarda il primo aspetto, si
glia8, realizzato in Francia a Saint-Dié-des-Vosges nel
può evidenziare come le tecnologie costruttive a oggi
2014 o dal grattacielo “Murray Grove” di 9 piani realiz-
impiegate risultino molto varie e solo in parte sedi-
zato dallo studio di architettura inglese Waugh Thi-
mentate in canoni e regole consolidati. La pubblica-
stleton9.
zione di alcuni manuali, ma soprattutto di regole
Le simulazioni dinamiche effettuate in questa ricerca,
7
tecniche di costruzione seppure di livello nazionale e
in sei zone climatiche diverse, hanno permesso, attra-
non ancora formalmente elevate a livello comunita-
verso l’utilizzo del software ProCasaClima, di valutare
rio, costituisce un importante punto di riferimento
la reale efficienza dei tre sistemi costruttivi messi a
tecnico.
confronto, equiparati dal medesimo fabbisogno di ri-
Per quanto riguarda l’aspetto dell’inquadramento nor-
scaldamento, per analizzare meglio le differenze di
mativo, la paglia sconta necessariamente la difficoltà
performance.
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 58 _21
Metodo
volesse realizzare un edificio pluripiano con le tipologie analizzate. In particolare il sistema preso a riferimento per la concezione delle strutture in
Il caso studio
legno-paglia è rappresentato da un modulo preassem-
L’analisi qui descritta è condotta sotto forma parame-
blato costituito da una struttura portante in legno la-
trica, assumendo un “edificio di riferimento” ipoteti-
mellare e tamponamento in paglia. La soluzione
camente concepito in tre varianti costruttive:
adottata, progettata dallo studio Aitec Ing. Associati10
• struttura a telaio in legno con isolante in paglia,
e recentemente premiata dall’Ordine degli Ingegneri
• X-lam con cappotto in fibra di legno,
della Provincia di Torino con il riconoscimento di “In-
• struttura in cemento armato con tamponamenti in
gegnere Innovativo 2015”11, permette di realizzare edi-
laterizio e cappotto sintetico.
fici fino a 6 piani di altezza; i moduli preassemblati
La scelta è ricaduta sulla soluzione in legno-paglia per
facilitano e velocizzano la costruzione dell’edificio,
la sua innovatività, sulla soluzione in X-lam in quanto
garantendo alti requisiti di sostenibilità e standard
essa risulta, a oggi, la tecnologia di struttura in legno
qualitativi, robustezza e comfort attraverso l’alto
a più ampia diffusione e possiede una struttura più
grado di ingegnerizzazione.
massiccia favorevole ai climi più caldi. Infine, il la-
L’edificio di riferimento è il “Case Study Hamburg”, a
tero-cemento è scelto in quanto la soluzione più tradi-
uso residenziale, realizzato in occasione dell’Esposi-
zionale in Italia, la quale risponde bene, attraverso
zione Internazionale di Architettura IBA del 2013.
l’uso corretto di materiale isolante, al fabbisogno
Progettato da Adjaye Associates12, l’edificio è stato
energetico, se pur tendenzialmente più critica per quanto riguarda l’impatto ambientale e i tempi di realizzazione. Per ciascuna delle tre tipologie è stata condotta l’analisi termo-igrometrica completa, sia in regime statico che dinamico. Al fine di valutare l’efficacia di ciascuna tipologia in diversi tipi di clima, il calcolo è stato condotto collocando ipoteticamente l’edificio in sei zone climatiche diverse, secondo la tabella 1, qui in basso. Al fine di poter confrontare le diverse tipologie costruttive in modo omogeneo, si è scelto di definire come parametro di progetto comune il fabbisogno di energia termica per riscaldamento QH, attestandosi su una prestazione elevata (fabbisogno non superiore a 10 kWh/m2a, cioè edificio inquadrabile in una classe energetica Gold secondo la classificazione CasaClima). Partendo dalla geometria generale e conformazione dell’edificio caso studio, sono state in primo luogo elaborate le stratigrafie del sistema costruttivo in legnopaglia affinché costituissero, ipoteticamente, i suoi
Sestriere
ZONA F
elementi costruttivi. In seguito sono stati determinati
Torino
ZONA E
gli elementi costruttivi delle altre due tecnologie con
Firenze
ZONA D
valori di trasmittanza simili a quelli del sistema in
Cagliari
ZONA C
legno-paglia per ottenere fabbisogni energetici
Palermo
ZONA B
Porto Empedocle
ZONA A
uguali. I casi studiati sono individuati a partire dalle possibilità realmente a disposizione del progettista, qualora
Tab. 1 – Zone climatiche considerate nell’analisi.
focus
59
Case Study Hamburg (Fonte: http://www.iba-hamburg.de; https://c2.staticflickr.com).
pensato principalmente per permettere alle famiglie
Le porzioni vetrate delle finestre, caratterizzate da un
con un reddito medio-basso di acquistare o di affittare
fattore solare di 0,50 e da una trasmittanza Ug di 0,6
una casa ecologica e a costo calmierato, nel centro
W/m2K, non sono protette da aggetti fissi; pertanto
città. Si tratta di una costruzione che si sviluppa su tre
nell’analisi si è ipotizzata la presenza di schermature
piani e senza interrato, con due/tre appartamenti per
mobili (Raffstore). Le finestre considerate nell’analisi
piano di metrature diverse, a volte duplex, da 47 a 124
sono definite da un triplo vetro 4-12-4-12-4 con inter-
2
m , accessibili attraverso un vano scala sul lato nord.
capedine con gas Argon e costituite da telaio in legno-
La scelta è ricaduta su una tipologia edilizia pluri-
alluminio con Uf = 0,85 W/m2K. La trasmittanza
piano per evidenziare che le analisi effettuate e le ti-
complessiva Uw è di 0,9 W/m2K e risulta rispettare va-
pologie costruttive considerate si rivolgono a
lori limite di 1,5 W/m2K imposti dalla normativa ita-
costruzioni più articolate che semplici edifici monofa-
liana. Il fattore solare della combinazione di vetro e
miliari.
dispositivo di schermatura solare ggl+sh è 0,04.
Le quattro chiusure verticali sono orientate secondo i
Per prima cosa si è esaminato l’edificio come da pro-
punti cardinali. La copertura è piana e praticabile.
getto, ricostruendone i disegni tecnici attraverso le in-
3
L’edificio è caratterizzato da un volume di 4.254 m , di 3
cui 3.723 m riscaldati, e da una superficie disperdente 3
formazioni a disposizione e ipotizzandone altre mancanti. Sulla base della geometria individuata si
di 1.746 m . Il rapporto di forma S/V è di 0,47, mentre
sono potute analizzare le superfici disperdenti dell’in-
la percentuale della superficie finestrata nelle facciate
volucro, i volumi riscaldati e catalogare ogni ele-
verticali è circa pari al 19%.
mento edilizio in modo che avesse il proprio
La continuità delle facciate è interrotta dalla presenza
riferimento all’interno del modello di calcolo, svilup-
2
di logge di 8 m circa, disposte su lato est, sud e ovest e
pato attraverso il software ProCasaClima 201513.
mancanti sul lato nord. Sono presenti due logge al
Parimenti all’individuazione delle dimensioni caratte-
piano terra e al primo piano e tre al secondo e al terzo,
rizzanti la struttura edilizia, è stato stilato un abaco di
a definire le rientranze del tetto. Il disegno squadrato
stratigrafie degli elementi murari che vanno a com-
dell’edificio, semplice e lineare, permette facilmente
porre i tre ipotetici edifici.
di essere applicato a sistemi di costruzione differenti.
L’iter di progettazione degli elementi murari è stato
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 60 _21
Case Study Hamburg.
condotto a partire dall’elaborazione delle strutture facenti parte dell’involucro in legno-paglia. Trovate le soluzioni più soddisfacenti, si è passato alla scelta degli elementi in X-lam e in latero-cemento con valori di trasmittanza simili al fine di poter ricavare dalle
Analisi in condizioni invernali severe - zona climatica F
analisi gli stessi fabbisogni energetici invernali (QH). Nelle figure della pagina seguente sono rappresentate
Analisi termoigrometrica
le principali stratigrafie di progetto per le tre tipologie
L’elaborazione dei parametri di progetto dell’edificio
costruttive adottate per clima freddo (zona climatica F).
ha permesso l’esecuzione dell’analisi CasaClima e
focus
61
quindi la restituzione dei dati di efficienza energetica e di sostenibilità proprie di ogni tecnologia costruttiva indagata. I calcoli sono stati effettuati, esaminando il comportamento dell’edificio dapprima nella località di Sestriere (TO), in zona climatica F, collocata ad un’altitudine di 2.035 m s.l.m. e caratterizzata da 5.165 gradi giorno. Dopo essere state definite prestazioni ottimali in tutti e tre i casi, grazie al valore comune di fabbisogno di riscaldamento QH, è stato possibile individuare le differenze di impatto ambientale e di costo. I risultati del fabbisogno energetico invernale rivelano che la prestazione termica delle tre tipologie di involucro, è uguale. Per tutte le tipologie costruttive, in accordo con le modalità di progetto dell’involucro, la classe energetica è la Gold e il fabbisogno di energia termica per riscaldamento è di 31 kWh/m2a a Sestriere e di 10 kWh/m2a a Torino. I valori ottenuti dalle simulazioni dei tre diversi casi rivelano che un Stratigrafie di progetto per tipologia legno-paglia e X-Lam.
sistema in legno-paglia offre un elevato isolamento termico dal freddo rispetto agli altri due sistemi presi in esame, pur utilizzando un materiale coibente non sintetico e a bassissima energia grigia. Vi è da notare che la prestazione assoluta lievemente inferiore (valore di conducibilità termica l superiore) della paglia rispetto agli altri coibenti impiegati comporta tuttavia spessori stratigrafici in generale maggiori. Anche il confronto in termini di sostenibilità è stato condotto utilizzando il software ProCasaClima.
Stratigrafie di progetto per tipologia in latero-cemento.
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 62 _21
Esistono dei prerequisiti minimi
della certificazione CasaClima Nature che riguardano l’efficienza dell’involucro. Solo un involucro che ottenga un punteggio ICC minore di 300 punti può godere del sigillo di qualità Nature e di una classificazione uguale o maggiore alla classe B Nature. Ai fini della classificazione si sono valutati gli indici ecologici globali caratterizzanti i tre edifici, sia in fase di costruzione sia nel ciclo vita. Gli indicatori presi in esame per il calcolo dell’impatto ambientale sono: • contenuto di energia primaria non rinnovabile (PEI), • potenziale di riscaldamento globale (GWP100), • potenziale di acidificazione del suolo e dell’acqua
Tab. 2. Confronto fra gli indicatori di impatto ambientale del modello CasaClima Nature.
(AP). Tra le tre tipologie di involucro, quella in legno-paglia risulta complessivamente, secondo il modello CasaClima Nature (vedi tabelle a lato), la meno impattante per tutti e sei gli indici valutati. Il risultato finale della soluzione in X-lam risulta sostanzialmente allineato al sistema costruttivo tradizionale. Ciò principalmente in ragione di valori meno favorevoli per quanto attiene l’analisi dell’intero ciclo vita, pur evidenziando buoni valori relativi all’analisi di “costruzione”; ciò in primo luogo per via della CO2 equivalente immagazzinata dal sistema che impiega volumi di legno considerevoli.
Tab. 3. Confronto fra gli indici ecologici globali del modello CasaClima Nature (Zona F).
Il legno, infatti, essendo un materiale organico, nella sua fase di crescita assorbe anidride carbonica che
e impianti esclusi) attraverso l’ausilio del prezzario
viene poi temporaneamente “fissata” nella costru-
della Regione Piemonte 201514.
zione, contribuendo a diminuire il valore di impatto
L’analisi così condotta, che pure possiede carattere di
ambientale sia per il sistema in legno-paglia sia per il
oggettività, non consente di trarre articolate conclu-
sistema in X-lam. È infine interessante notare il valore
sioni generali di confronto, in quanto limitata alla sola
molto favorevole ottenuto dall’involucro in legno pa-
fornitura dei materiali del solo involucro opaco, ma
glia per quanto riguarda il potenziale di riscalda-
non tenendo in conto l’incidenza del montaggio/lavo-
mento: tale risultato dipende dalla possibilità di
razione/messa in opera e non computando gli altri
stoccare un rilevante quantitativo di CO2 tramite l’im-
componenti edilizi. Tale analisi consente principal-
piego di una risorsa rinnovabile quale è la paglia che è
mente di evidenziare la grande economicità del mate-
stata inizialmente prodotta per scopo alimentare e
riale paglia rispetto agli altri coibenti considerati, sia
che non avrebbe avuto diverso utilizzo.
sintetici che naturali: tale vantaggio è però parzial-
Essendo i risultati ICC (indice Nature) minori di 300
mente mitigato dalla necessità di impiego all’interno
punti in tutti e tre i casi, i sistemi possiedono i requi-
di una struttura lignea di contenimento (comunque
siti per la certificazione Nature.
comportante un volume di legno sensibilmente inferiore all’X-lam) e dal fatto che il coibente rappresenta
Analisi comparativa dei costi
solo una quotaparte del costo complessivo.
L’analisi economica preliminare è condotta inizial-
Al fine di completare in modo complessivo una ana-
mente sui costi parametrici riferiti al solo materiale
lisi tipologica dei costi, pur accettando un grado di ap-
grezzo dell’involucro opaco (serramenti, manodopera
prossimazione ben maggiore, si sono stimati anche i
focus
63
Materiale grezzo + serramenti + manodopera + montaggio (esclusi impianti e influenza dei tempi di realizzazione)
Tot al m2
Paglia
1.000.000/1.100.000 €
800/850 €
X-lam
1.200.000/1.300.000 €
900/950 €
Latero-cemento
1.200.000/1.300.000 €
900/950 €
Tab. 4 – Stima del costo di costruzione
costi di fornitura dei materiali degli altri principali
per esempio per la tipologia legno-paglia nel testo
componenti edilizi (impalcati, pareti interne, etc.) e
“La construction en paille”16 (tenendo sempre conto
dei serramenti (stima sintetica su prezzo di mercato).
che sono non considerate le variabili dei tempi di rea-
Per avere una previsione del più probabile costo com-
lizzazione nonché il costo degli impianti).
plessivo dell’edificio includente tutti i contributi, si è
In conclusione l’analisi sembra indicare che tecnolo-
sommariamente amplificato il costo delle forniture
gie più naturali come l’X-lam e il sistema legno-paglia
tramite un coefficiente complessivo fisso (pari circa al
non risultano sostanzialmente più costose di un si-
15
100%, si confronti ) rappresentante l’incidenza della
stema umido tradizionale di pari prestazione.
manodopera e del montaggio in opera. Il risultato di tale analisi, che per le modalità di cal-
Sintesi conclusiva dei risultati
colo è da intendersi solamente orientativo e del tutto
I risultati complessivi dell’analisi in condizioni inver-
preliminare, è sintetizzato nella tabella 4.
nali severe è rappresentata tramite il diagramma sot-
Pur considerando l’elevato grado di approssimazione
tostante.
e il fatto che la stima dovrebbe essere rapportata al
Le tre tipologie costruttive sono rappresentate nel dia-
contesto in cui si opera, si può considerare che tali va-
gramma dai tre “blocchi” affiancati.
lori siano in linea con alcuni ricavabili in letteratura,
Per ciascuno sono rappresentati i risultati complessivi
Sintesi dei risultati.
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 64 _21
dei tre principali parametri finali di sintesi, ed in par-
relativi all’analisi di “costruzione”; ciò in primo luogo
ticolare la classe energetica e la classe nature secondo
per via della CO2 equivalente immagazzinata dal si-
il criterio di calcolo e codifica CasaClima nonché il
stema che impiega volumi di legno considerevoli.
costo stimato di costruzione. La classe energetica Gold (comune alle tre tipologie) è la più performante (fabbisogno di riscaldamento ridotto); la classe Nature
Note 1
CasaClima spazia fra la classe più performante “A” e le inferiori, associando a ciascuna un punteggio conven-
2
zionale che è inversamente proporzionale alla prestazione. 3 4
Conclusioni
5
Alla luce di quanto illustrato nella presente Parte I dello studio è possibile delineare alcune conclusioni parziali, principalmente connesse all’applicazione delle tipologie costruttive in clima freddo. Si rimanda alla successiva Parte II per le conclusioni complessive nonché per l’analisi in clima caldo.
6
Dalla ricerca effettuata risulta che le elevate prestazioni termiche fornite dagli elementi costruttivi in legno-paglia non solo offrono un grande contributo al comfort indoor in inverno, grazie all’elevato isolamento che garantiscono le balle, ma unite agli aspetti di sostenibilità
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e al fatto che oggi si possa realizzare qualsiasi tipo di costruzione in legno con il massimo livello tecnico,
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fanno si che essi risultino essere un’ottima alternativa ai tradizionali materiali da costruzione.
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Attraverso le indagini condotte in situazioni climatiche fredde si sono confermate le alte prestazioni delle
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costruzioni in legno, le quali si rivelano performanti quanto quelle in latero-cemento, dimostrando così la loro validità. Caratterizzati da prestazioni termiche e
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di confort elevati, questi edifici permettono di utilizzare sistemi di riscaldamento di dimensioni più limitate rispetto a costruzioni tradizionali, grazie all’alto isolamento e a capacità termiche elevate quanto quelle di una costruzione massiva. Sotto il profilo della sostenibilità, tra le tre tipologie di involucro, quella in legno-paglia risulta complessivamente la meno impattante secondo il modello CasaClima Nature, per tutti gli indici valutati da tale
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World Green Building Trends 2016: Developing Markets Accelerate Global Green Growth. 4° Rapporto del 28 gennaio 2016 “Innovazione e Sostenibilità nel settore edilizio. Costruire il futuro” dell’Osservatorio Innovazione e Sostenibilità nell’Edilizia (OISE) di Feneal UIL, Filca CISL, Fillea CGIL e Legambiente. Relazione annuale Aitec 2014. http://www.promolegno.com/materialegno/05/legno-la-stradagiusta-per-crescere/ In Francia “Les règles professionnelles de construction en paille CP 2012” sono state approvate il 28 giugno 2011 dalla C2P (Commission Prévention Produit); in Germania è stata approvata una certificazione “AbP- Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis” che legittima dal 2006 l’uso delle balle di paglia ai fini della costruzione; in Austria nel 2010 le balle di paglia hanno ottenuto certificazione Ce con successivo inserimento nella lista austriaca dei materiali da costruzione “OIB”. “École en paille” a Issy-les-Moulineaux, Francia, progettata da Sonia Cortesse e Bernard Dufournet, http://betgaujard.com/wp/wp-content/uploads/2014/01/proc7_corrAMD3.pdf ; “The Gateaway building” un edificio universitario realizzato nel 2011 da Make Architects a Nottingham, Inghilterra, http://www.archdaily.com/200413/the-university-of-nottingham-the-gateway-building-make-architects. In Francia: Les Règles Professionnelles de construction en paille – CP 2012. Residence HLM Jules-Ferry, a Saint-Dié-des-Vosges, Francia, http://www.lemonde.fr/planete/article/2014/05/19/dans-les-vosges-un-hlm-de-huit-etages-en-paille_4421393_3244.html ; Grattacielo “Murray Grove”, Londra, Inghilterra, http://www.waughthistleton.com/project/murray-grove/ www.studioaitec.it IngegnerITorino - rivista di aggiornamento tecnico scientifico, Ordine Ingegneri della Provincia di Torino, n.1/2016, pag. 16. www.adjaye.com http://www.agenziacasaclima.it/ Prezzi ricavati dalla Deliberazione della Giunta Regionale 30 marzo 2015, n. 19-1249. “Prezzi di riferimento per opere e lavori pubblici nella Regione Piemonte. Adozione e pubblicazione dell’edizione Dicembre 2014 (valida per l’anno 2015)”. Zanichelli Arianna, Costruire in paglia a diverse latitudini. Analisi comparativa tra alcuni sistemi costruttivi. Tesi di Laurea Politecnico di Torino Facoltà di Architettura Corso di Laurea Magistrale in Architettura per il Progetto Sostenibile. Relatore prof.ssa arch. Francesca De Filippi, correlatori ing. Matteo Guiglia e ing.
Alberto Perron Cabus. Anno accademico 2015/2016. 16 Floissac Luc, La construction en paille, Terre Vivante, Mens, Francia 2012, pag. 52.
modello di calcolo. Il risultato finale della soluzione in X-lam risulta sostanzialmente allineato al sistema costruttivo tradizionale. Ciò principalmente in ragione di valori meno favorevoli per quanto attiene l’analisi dell’intero ciclo vita, pur evidenziando buoni valori
Francesca De Filippi, Arianna Zanichelli Dipartimento Architettura e Design, Politecnico di Torino Matteo Guiglia, Alberto Perron Cabus Studio AITEC Torino
focus
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Basso costo, basso consumo Casa bifamiliare, Chivasso (TO) Minimi consumi energetici e costi di costruzione di meno di 1.000 €/m2: sono queste le caratteristiche principali della ECO2house. Un progetto in cui etica, risparmio di risorse e materiali si sono concretizzati in un edificio CasaClima Gold.
Realizzare un edificio che utilizzi poca energia e non inquini, sfruttando le risorse rinnovabili, è oggi fondamentale, vista l’entità dei consumi richiesti per costruire e alimentare i luoghi in cui viviamo. Tuttavia, pur essendo già molti i fabbricati a basso consumo energetico edificati e abitati, essi non sono così diffusi a causa di uno dei fattori che frena la loro edificazione; ci riferiamo ai costi aggiuntivi che, erroneamente, si pensa siano connaturati a questo tipo di immobili, come spesso succede se l’edificio viene progettato in modo tradizionale e solo in seguito si prende in considerazione la possibilità di renderlo a basso consumo, percorso che prevede, oltre ai costi della progettazione ordinaria, anche quelli per incrementarne le prestazioni. ECO2house nasce da questi presupposti e in particolare dall’idea di studiare e costruire una casa con la migliore classe energetica al minor costo possibile – addirittura uguale a quello di un fabbricato “tradizionale”. In questo caso il maggior impegno economico, richiesto per l’impiantistica e per il miglioramento delle performance dell’involucro, è stato compensato dall’ottimizzazione delle lavorazioni e delle fasi di cantiere grazie all’applicazione dei principi della progettazione integrata. Il risultato è un’abitazione ecologica ed economica (ma non povera) a meno di 1.000 €/m2 e costruita in dodici mesi.
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Risparmiare costi ed energia ECO2house è stata pensata in ragione del suo scopo, ovvero garantire un basso costo di costruzione e un basso consumo, grazie a scelte progettuali che hanno soddisfatto le esigenze del committente e che sono state coordinate fin da subito per perseguire tali obiettivi, e per produrre pochi rifiuti e inquinamento sia in fase di costruzione che di gestione. L’uso di principi di logica e di economia negli aspetti essenziali della progettazione di un edificio a risparmio energetico ha permesso di verificare e ottimizzare ogni scelta, razionalizzare i volumi per generare ambienti privi di ponti termici, scegliere un sistema costruttivo in blocchi di calcestruzzo cellulare che evitasse rifiuti indifferenziati, utilizzare solo la materia necessaria, riducendo gli sfridi e usando materiali omogenei così da riutilizzare gli scarti in altre lavorazioni, per un cantiere pulito e poco inquinante. Tutto questo è stato realizzato in 12 mesi, da marzo 2014 a marzo 2015, integrando tutte le variabili e limitando il numero delle problematiche da affrontare. A iniziare dall’eliminazione dei ponti termici che è stata un tema fondamentale della progettazione. L’idea di base è stata semplice: partire da un solido dalle caratteristiche ottimali, isotropo (avente cioè comportamento costante in ogni suo punto), da cui
piano terra
sottrarre porzioni di volume al fine di ottenere ambienti interni ideali; l’inserimento di componenti aggiuntivi, quali balconi e forme aggettanti, è stato eseguito successivamente e senza intaccare lo spazio riscaldato, garantendo così la continuità dell’isolamento e l’eliminazione dei ponti termici. Fondamentale, inoltre, è stato collegare tutti gli elementi e gli obiettivi con le esigenze da soddisfare e integrare il progetto architettonico preliminare con quello strutturale; così, la pianta è stata modificata con i committenti per rendere tutte le travi ortogonali tra loro, al fine di evitare tagli delle lastre dei solai che avrebbero comportato maggiori costi di lavorazione o spreco di materiale che si sarebbe comunque pagato. La casa ha solo angoli retti, a livello architettonico e strutturale, così il costo di costruzione è stato mantenuto sotto la soglia prefissata: il sistema costruttivo, infatti, è venduto in blocchi rettangolari che si pagano interi e ogni spreco, dunque, doveva essere limitato. L’obiettivo di preservare l’integrità dell’involucro ha piano sottotetto
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 68 _21
portato a creare un unico foro nei solai, nel quale con-
vogliare tutti gli impianti (adduzione acqua, ventilazione meccanica controllata, elettricità e scarichi) per limitare le dispersioni ed eliminare tutti gli interventi necessari a sigillare, chiudere e nastrare fori e aperture. Conseguentemente, d’accordo con la committenza, cucina e bagni sono stati posizionati nella stessa area della pianta per accentrare in un cavedio unico gli impianti. Gli apparecchi idrosanitari, inoltre, sono sistemati in modo da non accavallare le tubazioni, così da limitare lo spessore del solaio, il materiale utilizzato e, naturalmente, i costi di realizzazione. Per preservare l’integrità dell’involucro la muratura esterna non è mai stata intaccata o forata, evitando tracce o riduzioni dello spessore grazie al posizionamento di tutti i frutti degli impianti sulle pareti interne in cartongesso, soluzione resa possibile dallo studio della collocazione degli elementi di arredo. Si è risparmiato così il costo delle assistenze murarie per la chiusura delle tracce e per la sigillatura e tenuta all’aria dei fori di passaggio delle canalizzazioni impiantistiche. Alla stessa maniera, lo sfiato dell’impianto idrosanitario è stato trattato in modo da non realizzare fori nel tetto o in una zona dell’involucro a contatto con gli ambienti riscaldati, formando un collegamento tra le tubazioni a monte del senso del flusso di scarico e portando tale connessione all’esterno, nello spessore del sottofondo del pavimento, non in diretto contatto con l’esterno. L’unico foro da gestire e controllare è stato, dunque, il cavedio per gli impianti posto al centro della pianta.
sezione longitudinale AA
Progetto e direzione lavori arch. Gianni Izzo, Chivasso (Torino) Impianti arch. Gianni Izzo Consulente CasaClima, Chivasso (Torino) Appaltatore ATI coordinata dal D.L. Superficie utile abitazione 120 m2, interrato 100 m2 Superficie verde 2.000 m2
sezione trasversale BB
Importo dell’opera abitazione 230.000 €; operazione immobiliare completa 320.000 € Certificazioni CasaClima Gold
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Soluzioni costruttive ottimizzate I muri perimetrali sono composti da blocchi di calce-
uno spessore di 20 cm, con 5 cm di caldana di calce-
struzzo cellulare (30 cm), con cappotto in calcio sili-
struzzo; la coibentazione è effettuata con pannelli in
cato (22 cm), rasatura del cappotto e intonaco interno
XPS per uno spessore totale di 30 cm.
realizzati con materiali forniti dalla stessa ditta pro-
Il tetto è costituito da un tavolato in OSB avvitato alle
duttrice dei blocchi a garanzia dell’efficienza del si-
travi in legno lamellare, incastrate nelle murature pe-
stema costruttivo, di una maggiore economia di scala
rimetrali, con una prima coibentazione in fibra di roc-
e di un maggior potere contrattuale rispetto al forni-
cia (25 cm, densità 60 kg/m3) tra le travi e un secondo
tore principale. Le strutture di fondazione sono in cal-
strato al di sopra, sempre in fibra di roccia (15 cm, den-
cestruzzo armato gettato in opera, come i pilastri che
sità 100 kg/m3), con teli traspiranti freno al vapore, na-
sostengono il primo piano e il piano del sottotetto.
strati e non fissati con chiodi o punti metallici.
I solai sono invece realizzati con lastre semi-prefabbri-
Utilizzare le travi e non i puntoni ha permesso il ri-
cate in calcestruzzo cellulare, appoggiate su travi in
sparmio di circa 1 m3 di legno ed evitato pilastri inter-
acciaio REP; questo tipo di soluzione autoportante ha
medi. I tramezzi interni sono in cartongesso, tranne la
evitato l’uso di casseforme e permesso un risparmio di
parete principale dei bagni, in blocchi di calcestruzzo
costi e tempi di costruzione. Le lastre dei solai hanno
cellulare, nella quale sono fissati i sanitari sospesi.
Parete contro terra, dall’esterno - guaina bituminosa con risvolto - isolamento in XPS (50 mm) - muro di fondazione in c.a (300 mm) - isolamento in XPS (100 mm) - intonaco interno (20 mm)
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2
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Solaio contro terra, dall’estradosso - battuto in cls armato (100 mm) - vespaio in ciottoli (400 mm) - strato cls di pulizia (100 mm) 1
inserimento guaina bituminosa alla base della muratura in calcestruzzo aerato autoclavato 2 scala autoportante in acciaio 3 battuto in cls armato (100 mm) 4 isolamento in XPS (100 mm)
Trasmittanza media pareti esterne 0,12 W/m2K Trasmittanza media solaio contro terra 0,11 W/m2K Trasmittanza media copertura 0,10 W/m2K
Potenza di riscaldamento relativa alla superficie netta 18,9 W/m2 Classe di efficienza energetica dell’edificio 9 W/m2K
Dall’alto in senso orario: realizzazione delle fondazioni e posa della guaina di impermeabilizzazione; inserimento della guaina bituminosa alla base della muratura in calcestruzzo aerato autoclavato; isolamento in XPS del solaio contro terra; travi in acciaio REP a sostegno delle lastre del solaio, parzialmente prefabbricate.
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Copertura, dall’esterno - lamiera in alluminio verniciata - intercapedine ventilata (60 mm) - telo traspirante e a tenuta (4 mm; Sd = 0,02 m) - pannello in lana di roccia (150 mm) - pannello in lana di roccia (250 mm) tra travi in legno (sez. 150x250 mm) - freno vapore (4 mm; Sd > 2 m) - pannello OSB (30 mm)
30°
Solaio verso sottotetto non riscaldato, dall’estradosso - pavimento (20 mm) - sottofondo (120 mm) - caldana (50 mm) - solaio a lastre in calcestruzzo aerato autoclavato (200 mm) - intonaco interno (15 mm) Parete, dall’esterno - rasatura - cappotto minerale (220 mm) - muratura in blocchi di calcestruzzo aerato autoclavato (300 mm) - intonaco interno (20 mm)
Da sinistra, in senso antiorario: posa delle gronde; nastratura dei pannelli OSB di chiusura del pacchetto tetto e realizzazione della finitura in cartongesso sul lato interno; isolamento della copertura con lana di roccia; trave dormiente in legno e teli traspiranti e a tenuta, opportunamente nastrati.
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A sinistra, coibentazione dei pilastri dello spazio interrato con XPS per 1,5 m dall’intradosso del solaio; sopra, coibentazione del terrazzo esterno in polistirene espanso estruso.
Sezione su pilastro e cavedio impianti - pavimento (20 mm) - sottofondo (80 mm) - caldana con rete elettrosaldata (70 mm) - isolamento in XPS (300 mm) - caldana (50 mm) - solaio a lastre in calcestruzzo aerato autoclavato (200 mm) - isolamento in XPS (50 mm) - rasatura
1 trave in acciaio REP 2 cavedio coibentato riempito di materiale isolante nastrato con cura 3 nastratura per tenuta all’aria
3
2
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Sezione solaio terrazzo, dall’esterno - pavimento (20 mm) - caldana con rete elettrosaldata (100 mm) - guaina bituminosa con risvolto - isolamento in XPS (200 mm) - caldana (50 mm) - solaio a lastre in calcestruzzo aerato autoclavato (200 mm) 1 ringhiera in acciaio 2 staffa per ancoraggio
1 2
Vista della ECO2house da nord-est; a sinistra l’ingresso a una delle due unità abitative.
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Installazione dei moduli fotovoltaici sulla copertura in lamiera di alluminio verniciata. Sotto, la macchina di VMC con le tubazioni di mandata dell’aria e quelle di presa dell’aria esterna completamente isolate.
Energie rinnovabili ECO2house sfrutta risorse rinnovabili per soddisfare le proprie esigenze di energia e non inquinare. Il calore per riscaldare l’abitazione è dovuto, infatti, all’apporto della radiazione solare attraverso la grande vetrata a sud, controllato per mezzo di brise-soleils fatti realizzare artigianalmente per limitare il costo finale, e agli apporti interni all’ambiente, messi in circolo dal sistema di ventilazione meccanica controllata. Quest’ultimo è alimentato con l’energia elettrica prodotta dai pannelli fotovoltaici, così come la pompa di calore, necessaria per la produzione di acqua calda sanitaria. La parte impiantistica è dunque costituita dall’impianto di VMC con recuperatore di calore entalpico, dagli impianti idrosanitario, di scarico acque reflue, recupero delle acque piovane per l’alimentazione delle vaschette di scarico dei wc e per l’irrigazione del giardino, dalla pompa di calore per l’acqua calda sanitaria e dall’impianto elettrico. Nella casa non sono presenti né impianto termico né condutture del gas, evitate anche con l’adozione di piastre a induzione elettrica in cucina. Alcune prese elettriche sono state predisposte in posizione tale da permettere l’utilizzo, eventualmente, di termosifoni elettrici.
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Meno di 1.000 €/m2 Il costo di realizzazione è stato desunto dalle fatture di fornitura dei materiali e dai contratti di appalto delle ditte incaricate dell’esecuzione dei lavori. Le cifre riportate di seguito riguardano l’edificio completo, integralmente funzionante e abitabile, comprensivo quindi di tutti gli impianti, finiture, particolari e sistemazioni esterne limitrofe al fabbricato. Il costo finale della costruzione è stato di 230.924,75 €; se si considerano le superfici edificate – il piano interrato di 98,80 m2, il piano terra di 91,24 m2 e il sottotetto di 54,51 m2, per un’area totale di 244,55 m2 – il prezzo è pari a 944,28 €/m2; se si computa la superficie del piano interrato al 50%, il costo è di 1.183,32 €/m2. Una nota a sottolineare che il contenimento dei costi non è stato a scapito delle prerogative nelle scelte operate: tutti i materiali utilizzati per la costruzione sono di primarie aziende del settore e le finiture sono di qualità e di design. Nella ECO2house, inoltre, si è deciso di applicare procedure di comportamento etico sui contratti d’appalto e di fornitura. La committenza ha firmato l’impegno a pagare le ditte alla presentazione della fattura, con le imprese autorizzate a sospendere i lavori in caso di pagamento di uno stato avanzamento lavori (SAL) mensile non pervenuto entro l’emissione di quello del mese successivo; allo stesso modo tutte le ditte si sono impegnate a rispettare tempi e modalità costruttive della ECO2house, procedimento che ha permesso il regolare pagamento a presentazione fattura. Durante il cantiere la raccolta dei rifiuti è stata differenziata e si sono, per quanto possibile, riciclati gli scarti di lavorazione e i blocchi danneggiati e non utilizzabili nei muri principali sono stati impiegati nei muretti di contenimento delle coiben-
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tazioni del primo solaio e del cavedio.
Costi di realizzazione (vedi legenda in basso a destra)
Costi per categoria di lavorazione
Costi per macrocategorie di lavorazioni
Il grafico in alto sui costi di realizzazione mette in evidenza come i costi maggiori siano dovuti alla realizzazione dell’involucro e in particolare dei solai, del cappotto e dei serramenti, mentre gli impianti hanno un’incidenza minore. Il diagramma a torta al centro, relativo ai costi per categoria di lavorazione, sottolinea nuovamente che il prezzo più alto nella costruzione dell’edifico è dovuto alle opere strutturali ed edili, trend confermato anche dal grafico sui costi delle lavorazioni, qui sopra, che suddivide le lavorazioni per macrocategorie. A destra, un esempio di ottimizzazione dei costi: il cavedio unico per il passaggio delle condutture impiantistiche.
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Sonia Garbelli
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Obiettivo: CasaClima Gold Casa unifamiliare, Oltre il Colle (BG) Il desiderio del committente di un’abitazione a bassissimo consumo energetico si è tradotto in un edificio certificato CasaClima che rivisita la tipica architettura della zona. Soluzioni costruttive tradizionali ma evolute garantiscono un fabbisogno di soli 9 kWh/m2 anno. La realizzazione di questa casa nasce dalla volontà del committente di costruire un’abitazione a bassissimo consumo energetico che, in particolar modo, seguisse le regole della certificazione CasaClima. A partire da questo preciso obiettivo – un edificio che disponesse di tutti i comfort ma con un fabbiso-
Sonia Garbelli
Sonia Garbelli
gno energetico ridotto – la scelta di un architetto con esperienza nella realizzazione di fabbricati con tali caratteristiche a cui affidare la progettazione della propria casa è stata una logica conseguenza. Per rendere concreto e tangibile il desiderio dei proprietari, il progettista ha dovuto confrontarsi con il sito, un lotto in pendenza nell’alta provincia bergamasca, esposto ai venti della vallata ma con un’ottima esposizione al Sole e un’impressionante vista panoramica sulle montagne e sul paese. La struttura compatta e solida, che rivisita l’immagine tradizionale della casa tipica della zona con tetto a capanna e porticato, sfrutta al massimo le caratteristiche del terreno sviluppandosi lungo il declivio naturale, protetta da uno sporto di gronda dimensionato in modo tale da favorire l’irraggiamento solare in inverno e proteggere l’involucro nei mesi estivi. Un’accurata coibentazione degli elementi opachi, componenti trasparenti ad alte prestazioni, la risoluzione dei ponti termici e impianti efficienti completano questa semplice ma virtuosa abitazione.
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1
C1
9,5%
C22
C6
1,05 2,20
18,5 %
9,5%
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pianta del piano terra
pianta del piano superiore
Progetto e direzione lavori arch. Manuel Benedikter, Bolzano Strutture ing. Thomas Carrara, Serina (BG) Termoidraulica e solare termico p.i. Marco Gherardi, Bergamo Superficie fondiaria 705,41 m2 Superficie utile 216,28 m2 Superficie verde 510 m2 Certificazioni CasaClima Gold
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La casa vista da ovest.
Sonia Garbelli
Un involucro tradizionale ma non nelle prestazioni La forma regolare dell’edificio, un rettangolo di
seminterrato in calcestruzzo armato, è stato realizzato
10,07x11,15 metri (a muratura finita) con uno sbalzo a
in laterizio e isolato a cappotto con 22 cm di EPS, finito
sud ovest (0,70x5,49 m), determina un volume com-
a intonaco nei piani fuori terra. L’isolamento contro
patto la cui parte abitata si sviluppa su un basamento
terra della platea di fondazione è costituito da una
seminterrato rivestito in pietra locale. La copertura a
base di 30 cm di spessore di granuli di vetro cellulare.
doppia falda sporge dal volume ed è supportata da
Il tetto a due falde è stato realizzato con una tipica
quattro grandi pilastri angolari che incorniciano le
struttura in legno a vista, coibentato con 24 cm di fibra
facciate sottolineandone la geometria essenziale. Il
di legno e finito, come vuole la tradizione locale, con
porticato che si viene a formare intorno alla casa con-
un manto di tegole in laterizio. Il bordo e i pilastri, con
sente di fruire degli spazi esterni con qualsiasi situa-
i pluviali che convogliano l’acqua della copertura in
zione atmosferica e permette di proteggere l’involucro
una cisterna, sono rivestiti in lamiera di alluminio.
dalle intemperie, in particolare dalle abbondanti nevi-
Gli infissi altamente performanti sono a triplo vetro
cate invernali, e dall’eccessivo irraggiamento solare.
con telaio in PVC e garantiscono, assieme agli ele-
L’edificio si sviluppa su tre piani; il piano terra accoglie
menti opachi verticali e orizzontali e alle sigillature, la
la camera padronale, con annessi guardaroba e bagno,
tenuta all’aria (n50<0,6) necessaria per raggiungere la
e l’ampia zona giorno, suddivisa in tre aree – conversa-
certificazione CasaClima Gold. I tripli vetri utilizzati
zione/TV, pranzo e cucina – con uno spazio a doppia
hanno una trasmissione e una riflessione luminosa ri-
altezza su cui si affaccia il ballatoio della zona notte
spettivamente del 67% e del 17%, un fattore solare g
posta al piano superiore e raggiungibile mediante una
pari al 44%, una riflessione energetica del 27% e un
scala dalla quale si accede anche al seminterrato con
valore di trasmittanza termica Ug pari a 0,6 W/m2K.
garage e locali di servizio. Grandi vetrate inquadrano il
Le aperture hanno subito variazioni dimensionali per
paesaggio e danno la possibilità di vivere l’ambiente
esigenze di arredo del committente, restando comun-
montano nel comfort più totale, captando allo stesso
que dimensionate in modo tale da garantire il maggior
tempo il calore del sole, il cui ingresso, in estate, è
apporto solare sui prospetti sud, est e ovest e dimi-
schermato da veneziane esterne. L’edificio, escluso il
nuire le dispersioni di calore sul lato nord.
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Da sinistra, la coibentazione in fibra di legno a strati incrociati della copertura, la sigillatura per la tenuta all’aria tra gli elementi opachi del tetto e delle pareti e i 24 cm dell’isolamento in fibra di legno della copertura.
+7,37
trave di banchina
trave di mezzo
+4,08
A dettaglio 2%
2%
C dettaglio cucina
pranzo
soggiorno
2%
+0,50
profilo
-2,08
D dettaglio
del te
rreno (a
ndam
ento es
istent
e)
dettaglio A
55
esterno
2
22
interno
30
2 6 3 15
2 17 6 68
2
23
Trave
35
22 22
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 82 garage non riscaldato
_21
Stratigrafia parete, dall’esterno - intonaco (1,5 cm) - cappotto in EPS (22 cm) - muratura portante in laterizio (30 cm) - intonaco (1,5 cm) Stratigrafia solaio esterno verso garage non riscaldato, dall’estradosso - pavimento (2 cm) - massetto alleggerito in pendenza (17 cm) - strato di separazione in PE - isolamento termico in XPS (6 cm) - solaio in cls armato (23 cm) - isolamento termico in EPS (22 cm)
Stratigrafia solaio interno verso garage non riscaldato, dall’estradosso - pavimento (2 cm) - massetto alleggerito (6 cm) con riscaldamento a pavimento - strato di separazione in PE - isolamento anticalpestio in fibra di legno (2 cm) - massetto impianti (15 cm) - solaio in laterocemento (23 cm) - isolamento termico in EPS (22 cm)
Stratigrafia solaio sopra la taverna, dall’estradosso - pavimento (2 cm) - massetto alleggerito (6 cm) con riscaldamento a pavimento - strato di separazione in PE - isolamento anticalpestio in fibra di legno (2 cm) - massetto impianti (15 cm) - solaio in laterocemento (23 cm) - controsoffitto passaggio VMC (18,5 cm) - finitura in cartongesso rasato (1,5 cm)
interno
2
6
22 2
3 15
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23 18
Stratigrafia parete seminterrato, dall’esterno - pietra locale faccia a vista (15 cm) - cappotto in EPS (22 cm) - struttura in cls armato (25 cm) - forato per passaggio impianti (8 cm) - intonaco interno (1,5 cm)
30
1
8
25
22
15
1
interno
esterno
72 Sotto, il seminterrato isolato con XPS, a contatto con il solaio contro terra, e con EPS; i granuli di vetro cellulare (30 cm) utilizzati nella coibentazione della platea di fondazione.
dettaglio C
dettaglio D garage non riscaldato
14
2
interno
22
25
8 3 10
8 2
16 85 25
30
16 91
25
30
Stratigrafia del solaio contro terra interno (riscaldato - taverna), dall’estradosso - pavimento (2 cm) - massetto alleggerito (6 cm) con riscaldamento a pavimento - strato di separazione in PE - isolamento anticalpestio in fibra di legno (2 cm) - massetto impianti (10 cm) - isolamento termico in XPS (16 cm) - platea di fondazione in cls armato (25 cm) - strato di separazione in TNT - vetro cellulare in granuli costipati (30 cm) - strato di separazione in TNT - terriccio costipato e messo in piano
terreno
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Sopra, a sinistra un foro finestra al primo piano dove si notano il contro telaio, le soluzioni di tenuta all’aria e la spalletta in corrispondenza del cappotto e del cassonetto coibentato in fase di rasatura; a destra, apertura al seminterrato: è ancora visibile l’isolante risvoltato sulla spalletta, mentre il rivestimento in pietra esterno è già stata posato.
L’open space dell’area giorno con la zona relax/TV, pranzo e cucina si apre con ampie vetrate a sud-est e sud-ovest.
Nella pagina accanto, in alto a destra, il passaggio delle condutture impiantistiche lungo la parete e il solaio e, sotto, il sistema radiante a pavimento.
5 6 102.310 con 103.345
102.310 con 103.345
1
1
101.290 con 105.382
2 4 3 101.290 con 105.382
4
101.290 con 105.382
102.310 con 103.345
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 84 _21
Sonia Garbelli
Sezione verticale e orizzontale finestre 1 cappotto in EPS (22 cm) 2 isolamento cassonetto schermature in XPS (10 cm) 3 isolamento cassonetto schermature in XPS (3,5 cm) 4 nastro di tenuta 5 pannello OSB 6 isolamento in XPS (6 cm)
Il supporto degli impianti Anche gli impianti dell’edificio contribuiscono a raggiungere il risparmio energetico voluto e a rendere l’abitazione molto confortevole. La casa è dotata di un sistema di ventilazione meccanica con recupero di calore che garantisce un adeguato ricambio d’aria e un benessere abitativo ottimale in ogni mese dell’anno. L’impianto è dotato di bypass per il freecooling nelle notti estive. Due collettori solari termici, con una superficie netta di 2,35 m2 ciascuno, producono acqua calda a uso sanitario, mentre una caldaia a metano, abbinata a un accumulo, assicura il calore all’impianto radiante a pavimento, ridotto al minimo vista la piccola quantità di energia necessaria per il riscaldamento degli spazi. Una cisterna nel seminterrato accumula l’acqua piovana convogliata dalla copertura mediante i pluviali; l’acqua è utilizzata per l’irrigazione delle aree verdi.
Trasmittanza pareti esterne 0,13 W/m2K Trasmittanza solaio contro terra 0,10 W/m2K Trasmittanza copertura 0,10 W/m2K Trasmittanza serramenti Uw da 0,73 W/m2K a 0,81 W/m2K
fabbisogno energetico annuo per riscaldamento 9 kWh/m2 anno Potenza di riscaldamento relativa alla superficie netta 18,24 W/m2 Emissioni di CO2 2,37 t/anno
case history
85
In occasione dell’ultimo London Design Festival, Arup, assieme ad altri partner del mondo dell’edilizia e della ricerca, ha realizzato un edificio che presenta l’applicazione dei principi dell’economia circolare nel settore delle costruzioni. Il prototipo ha mostrato come sia possibile pensare, progettare, costruire e smontare un edificio praticamente senza produrre rifiuti, reintroducendo materiali e componenti nel flusso economico. Un ruolo importante nella buona riuscita dell’esperimento è dovuto all’impiego del BIM e alle molte risorse che il cloud computing mette a disposizione di tutta la filiera delle costruzioni.
Simon Kennedy
The Circular Building: l’economia circolare applicata alle costruzioni
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 86 _21
innovazione
N
Ognuno di questi componenti è stato dotato di un QR code che ha permesso anche all’utente finale di cono-
on si tratta dell’ennesimo edificio ecososteni-
scere la storia del materiale tramite, per esempio, il
bile, o almeno non solo. Il Circular Building, poco ‘cir-
proprio smartphone. Una delle sfide più importanti
colare’ nelle forme ma molto nella sostanza, progettato
era proprio quella di implementare nell’intero per-
e realizzato da un team di professionisti del settore
corso progettuale il sistema digitale per risolvere il
delle costruzioni guidati da Arup, è stato eretto in oc-
grosso e annoso problema dovuto al fatto che i vari
casione dell’ultimo London Design Festival, tenutosi
materiali e/o componenti spesso non possono essere
nella capitale inglese a settembre 2016.
riutilizzati o smaltiti in maniera corretta perché le in-
La realizzazione, oltre che da Arup, è stata supportata
formazioni relative alla loro composizione e caratteri-
anche dal Built Environment Trust, dalla Frener&Rei-
stiche sono, il più delle volte, lacunose.
fer e dalla BAM Construction, nonché da tutta una
Tutti i componenti del Circular Building, dal legname
serie di sponsor partecipanti a vario titolo. L’edificio
del solaio fino al sistema di illuminazione utilizzato,
viene definito dagli stessi designer un prototipo, un
sono stati schedati e la loro destinazione dopo lo
esempio da seguire e la dimostrazione tecnica di una
smantellamento è stata chiara e certa fin dall’inizio,
sperimentazione.
escludendo l’ipotesi della discarica.
Di fatto si è trattato di un edificio modulare a pianta rettangolare, con un unico open space in cui erano riconoscibili tre ambienti: una zona d’entrata che conte-
L’economia circolare
neva l’angolo cucina, una zona ufficio centrale e una
Per poter capire il Circular Building è importante ri-
zona soggiorno sul fondo, con divano e poltrone. Da-
cordare che esso nasce dal tentativo di applicare in
vanti all’entrata, una zona sopraelevata fungeva da ter-
maniera più ampia possibile i principi dell’economia
razza esterna, con accesso tramite una rampa laterale o
circolare a tutto l’iter progettuale, dall’ideazione alla
una serie di tre gradini. L’edificio/installazione è stato
realizzazione.
eretto nella centrale Store Street, di fronte all’edificio
L’economia circolare si basa su un sistema economico
del Built Environment Centre, partner del progetto.
pensato per potersi rigenerare da solo: la fine di un og-
L’esperimento ambiva a evitare che, alla fine della vita
getto, di un servizio, di un’azione rappresenta l’inizio
utile della costruzione, nulla finisse in discarica; per
di qualcos’altro, in un circolo continuo e rigenerativo.
questo motivo i materiali utilizzati sono stati accurata-
Come modello codificato cui approcciarsi, essa nasce
mente scelti, non solo per la loro ecologicità ma anche
negli anni ‘70 del ‘900 in alternativa all’economia li-
per la possibilità, una volta dismesso l’edificio, di poter
neare, la quale agisce secondo il principio, appunto, li-
essere recuperati, in diversi modi. I dati relativi a ogni
neare del take-make-use-dispose (prendi-fai-usa-butta
materiale, inclusa la sua composizione chimica, la
via). Questo modello, che investe le relazioni produt-
provenienza, i processi legati alla sua produzione ecc.
tive umane genericamente intese e non solo il mondo
sono stati inseriti in un database di materiali cloud
delle costruzioni, produce effetti collaterali il più delle
based, direttamente collegato al modello del progetto
volte negativi: aumento delle emissioni di carbonio
realizzato con il BIM nonché a un sito web dedicato.
nell’atmosfera, discariche sempre più grandi, livelli in-
innovazione
87
L’approccio circolare ha guadagnato attenzione di recente grazie alla Ellen MacArthur Foundation, un istituto di beneficenza dedicato alla promozione della transizione globale verso l’economia circolare. La Fondazione ha sviluppato un diagramma ‘a farfalla’ basato sulla nozione che i flussi di materiale possano essere suddivisi in due cerchi interattivi: il cerchio delle risorse tecniche e quello delle biologiche. All’interno del circolo biologico si utilizzano risorse rinnovabili, a base vegetale, rigenerate e restituite in modo sicuro alla biosfera. All’interno del circolo tecnico, i prodotti sono progettati in modo tale che alla fine della loro vita utile i loro componenti saranno estratti e riusati, o rielaborati in nuovi prodotti.
sostenibili di sfruttamento dell’acqua, inquinamento
tonnellate di materie prime. I cambiamenti globali de-
diffuso dell’ecosistema mondiale. Negli ultimi tempi, a
mografici e dello stile di vita stanno aumentando la
fronte di un vertiginoso aumento della popolazione e
domanda di queste risorse, molte delle quali diven-
delle sue esigenze, diventa sempre più difficile e co-
tano via via più scarse e difficili da estrarre.
stoso accedere alle risorse naturali e, parallelamente
A fronte di questa semplice ma funesta considerazione,
ma comprensibilmente, diventa sempre più difficile
e con riferimento al Regno Unito, dove l’industria delle
trovare soluzioni alternative a questa scarsità.
costruzioni produce il triplo dei rifiuti – un’alta percen-
Nell’economia circolare, il valore dell’oggetto, e quindi
tuale dei quali finisce nelle discariche – rispetto alla to-
la materia prima, viene preservato il più a lungo possi-
talità delle case del Regno Unito, Arup, The Build
bile, evitando o post-ponendo la sua dismissione,
Environment Trust, Frener&Reifer e BAM Construction
mentre la sua utilità è massimizzata attraverso la sua
hanno creato un gruppo per capire come applicare i
condivisione e/o ottimizzazione. Questo concetto di
principi dell’economia circolare alla progettazione e
‘circolarità dell’economia’, così come schematizzato
alla costruzione degli edifici, ponendosi una domanda:
nell’immagine in alto, può essere applicato a macrosi-
è possibile progettare un edificio i cui componenti e
stemi delle azioni umane (ambiente costruito, approv-
materiali, alla fine della vita utile della costruzione,
vigionamento del cibo, trasporti ecc.) e si basa
vengano ri-usati, ri-prodotti o ri-ciclati, quindi re-intro-
sull’interconnessione tra di essi e su una visione oli-
dotti in un circolo virtuoso di autorigenerazione?
stica delle relazioni che caratterizzano gli ecosistemi.
Nell’approcciarsi dunque all’economia circolare da un
Il settore delle costruzioni, in questo senso, è uno dei
punto di vista progettuale, Arup si è valso del frame-
maggiori consumatori di risorse naturali, quindi uno
work ReSOLVE, sviluppato dalla Ellen MacArthur
dei maggiori produttori di rifiuti, e pertanto si presta a
Foundation, organizzazione non profit attiva da anni
essere coinvolto in una ‘rivoluzione circolare’, in base
in ricerche e studi dedicate proprio all’economia circo-
alla quale materiali e componenti vengono mantenuti
lare e ai suoi aspetti positivi. Il framework ReSOLVE è
‘in vita’ il più a lungo possibile in un circolo – loop – ri-
uno schema operativo ideato per tracciare i principi
petitivo.
chiave che hanno lo scopo di guidare la transizione verso la circolarità ed esplorare le applicazioni prati-
La circolarità nell’ambiente costruito
che di cui possono beneficiare tutte le parti che lavo-
L’industria delle costruzioni impiega la metà della pro-
• 1. rigenerare (regenerate) - rigenerare e ripristinare il
duzione globale di acciaio e consuma diversi bilioni di
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 88 _21
rano nel settore dell’ambiente costruito: capitale naturale,
• 2. condividere (share) - massimizzare l’utilizzo dei beni, • 3. ottimizzare (optimise) - ottimizzare le prestazioni dei sistemi, • 4. mantenere in circolo (loop) - mantenere i prodotti e i materiali in circolo, dare priorità ai cicli interni, • 5. virtualizzare (virtualise) - dislocare l’uso delle risorse attraverso un uso virtuale delle stesse, • 6. scambiare (exchange) - selezionare risorse e tecnologie con buon senso. Queste 6 ‘azioni’ possono essere applicate a prodotti, edifici, quartieri, città, regioni o addirittura a intere economie, senza limitarsi alla sola industria delle costruzioni o ai singoli edifici. Nella scelta dei materiali, della struttura, dei componenti ma anche degli impianti e dei servizi per il Circular Building, questo schema è stato incrociato con una versione adattata allo scopo del diagramma dei ‘Shearing Layers’, adattato dall’americano Stewart Brand nel 1994 da un’idea originale dell’architetto Frank Duffy. Gli edifici, infatti, in base alle considerazioni di Brand, sono costituiti da ‘strati’ differenti ma interconnessi tra di loro, ognuno dei quali con un’aspettativa di vita differente. Il modello di Brand delle 6S (dalle iniziali in inglese) include, appunto, 6 strati o layers: 1. luogo (Site), 2. struttura (Structure), 3. pelle (Skin), 4. servizi (Services), 5. spazio (Space), 6. oggetti (Stuff) Nel caso del Circular Building, per ognuna di queste categorie è stato fatto un ragionamento ‘circolare’ in merito ai materiali da usare che prevedesse un riutilizzo, una rigenerazione o restituzione degli stessi al fornitore, il quale si impegnava, a sua volta, a riutilizzare, riciclare, rigenerare il prodotto o i suoi componenti.
Riutilizzare, rigenerare, progettare per lo smontaggio Per il Circular Building, sono stati identificati precisi prodotti e materiali rientranti sotto le categorie del paragrafo precedente, scelti in collaborazione con i fornitori con i quali è stato avviato un dialogo per capire se fosse effettivamente possibile costruire l’edificio utilizzando i loro prodotti per poi restituirglieli e reintrodurli nel circolo dell’utilizzo. Nel Circular Building si è sperimentato un modo di
progettare e costruire in cui è stato possibile: • noleggiare anziché acquistare materiali e prodotti, • massimizzare la fabbricazione off site, • selezionare materiali che potessero essere ri-utilizzati, ri-creati o ri-ciclati alla fine della loro vita, • scegliere connessioni di tipo meccanico piuttosto che adesivo, per facilitare lo smontaggio, • evitare costruzioni a umido, • progettare su misura, considerando l’opportunità di utilizzare elementi intercambiabili forniti in leasing, • progettare una ventilazione meccanica fornita da apparecchiature prototipo fatte con plastica riciclata, cartone e lattine rigenerate, • utilizzare un sistema elettrico a basso voltaggio e off grid, permettendo così una futura flessibilità e una facilità di manutenzione. Pertanto i ragionamenti fatti sulle scelte poi effettuate hanno avuto un approccio olistico all’economia circolare, che ha guardato ai flussi su larga scala e nel lungo periodo dei materiali da costruzione e della loro produzione. Alcune scelte non sono state direttamente più economiche ma si voleva far emergere che è il valore intrinseco dei materiali quello che, a lungo andare, ha l’impatto maggiore, anche economico. Tutte le questioni sono state affrontate secondo uno
Esploso assonometrico delle componenti del Circular Building.
schema sistemico e trasversale, che ha considerato di volta in volta tutte le ricadute sulla vita futura del componente o del materiale, affinché questo non finisse in discarica ma continuasse a vivere anche dopo lo smantellamento dell’edificio. Per connettere tutte queste componenti si è fatto largo uso di internet e, in generale, dei dati messi a disposizione dai fornitori, prediligendo quelli che avevano già un approccio C2C (cradle-to-cradle, dalla culla alla culla). E proprio la rete e i big data si prevede possano essere la chiave per sfruttare i flussi di materiali e ottimizzare fornitura e progettazione degli stessi in futuro. Ogni singolo elemento o componente del Circular
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 90 _21
Il Building Information Modeling (BIM) è uno strumento digitale che comunica le informazioni relative a tutte le fasi del ciclo di vita di un bene. Può essere utilizzato dai diversi stakeholders (come nel caso del Circular Building) coinvolti in un progetto, anche su grande scala, attraverso tutta la catena di fornitura. Durante il funzionamento di un edificio, il BIM raccoglie i dati per facilitare i processi di monitoraggio, abilitare la manutenzione preventiva e consentire aggiornamenti più consapevoli e modifiche a sistemi e componenti. Il processo BIM consente quindi a più soggetti interessati di collaborare in modo più efficiente per la progettazione, costruzione e gestione di edifici, ottimizzando e supportando le prestazioni e la manutenzione efficiente degli stessi. Incorporando le informazioni sui materiali, il BIM può aiutare a comunicare eventuali esternalità negative così come le opportunità per riciclo e rigenerazione.
Building è stato segnalato con etichette elaborate secondo il framework ReSOLVE, evidenziando dunque la possibilità che potesse essere rigenerato, condiviso, ottimizzato, rimesso in circolo, virtualizzato o scambiato, e incrociandolo con lo schema delle 6S.
Le scelte costruttive: lo schema 6S Lo schema delle 6S applicato al Circular Building in realtà non ha coinvolto tutte e 6 le voci, dal momento che l’edificio in questione era un prototipo in cui alcuni aspetti erano definiti a priori, come ad esempio la location, non opinabile. Indagate e analizzate in base allo schema sono state le categorie della struttura (Structure), della pelle (Skin), dei servizi (Services) e degli oggetti scelti (Stuff). I paragrafi che seguono illustrano una parte delle componenti, motivandone la scelta. La voce relativa alla circolarità (Circularity Levers), presente in alcuni casi, presa in prestito direttamente dal framework
Nell’ambiente costruito, piattaforme di progettazione open source come WikiHouse permettono ai progettisti di condividere i progetti con gli utilizzatori in modo che questi possano personalizzare o addirittura costruire da sé gli edifici. Arup ha collaborato con diversi partner per sviluppare il concetto della WikiHouse, un sistema costruttivo open source che può essere liberamente scaricato, personalizzato e realizzato localmente per l’assemblaggio con conoscenze di costruzione anche minime. Nel 2014, in occasione del London Design Festival, la WikiHouse 4.0 diventava la prima casa a due piani open source, realizzata digitalmente. Il progetto, realizzato in 12 giorni per meno di 50.000 £, aveva uno scambiatore di calore open source realizzato con parti stampate con una stampante 3D e alluminio proveniente da lattine di bibite riconvertite, componenti in legno modulari e sensori e luci plug-and-play.
A sinistra, un’immagine della fase finale del montaggio della struttura portante in acciaio. A terra, tutt’intorno, sono visibili i muri di tamponamento realizzati con materiali ecologici e assemblati secondo il software open source WikiHouse. In basso, a sinistra, la numerazione dei 6 tipi di pannelli utilizzati e, sotto, la scomposizione di un pannello del tipo “1A” nei singoli elementi, arrivati in cantiere già sagomati dopo esser stati lavorati con macchinari CNC off site.
innovazione
91
1100
1200
1100
7
1 Pin Wall 3
Pin Wall 4
Pin Wall 5
2 LOUNGE
WORK STATION
6
ENTRANCE
5 4
3
3
3
3
TV ON PLINTH
sezione longitudinale 1
Le sezioni in questa pagina illustrano il contenuto del Circular Building con informazioni su alcuni dei materiali e dei prodotti usati: 1
Le ‘Circular Lamps’ sono state progettate e realizzate da Arup in occasione del Bloomsbury Festival del 2015; impiegano elementi illuminanti a bassa energia, attivabili tramite Bluetooth e controllabili da un’applicazione. Gli accessori utilizzano componenti recuperati 2 Pannelli acustici: la loro componente principale è PET di bottiglie riciclate 3 La ditta che ha fornito le poltrone e sedie, fatte di materiale riciclato e riciclabile, utilizza un sistema di ritiro grazie al quale i clienti possono restituire gli articoli a fine vita o dopo la dismissione; i prodotti vengono quindi o riutilizzati attraverso il settore della beneficenza o smontati per il riciclo 4 Sulla TV a LED venivano fatte passare immagini del Circular Building; è stata acquistata su eBay di seconda mano
5 Scrivania da lavoro del progetto “All About the Desk” con 5 sensori incorporati: un iPad mostra le informazioni termoigrometriche della postazione, un altro iPad mostra il modello BIM utilizzato per il Circular Building 6 Living wall verde 7 Recuperatore di calore fatto con stampante 3D da un team di Arup 8 Il tessuto del divano era costituito per il 100% da rifiuti di bottiglie di plastica riciclata 9 Finestre in polimetilmetacrilato dietro le quali sono stati posti i 4 isolanti scelti come possibili materiali coibenti (aerogel, materiale organico legato con micelio, lana di roccia, materassini di cotone/denim riciclato)
sezione longitudinale 2
7 1100
1200
1100
Text Electrical Systems
Augmented Reality Panel
9
9
1
INTERACTIVE WALL
KITCHEN 600
9
INSULATION TYPE 4
Text Lease Agreements
9
INSULATION TYPE 2
Pin Wall 2
INSULATION TYPE 1
6
Pin Wall 1
INSULATION TYPE 3
2
600
LOUNGE
600
8
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 92 _21
ReSOLVE, dà un’indicazione del modo in cui il mate-
senza comprometterne l’integrità (Circularity Levers:
riale e/o il componente può rientrare nel ciclo econo-
share | loop).
mico circolare.
Pelle (Skin) Struttura (Structure)
Diversamente da quanto accade per la struttura, l’invo-
La struttura conferisce all’edificio la sua forma e viene
lucro può essere realizzato con una grande varietà di
realizzata con una gamma limitata di materiali, tra
materiali, spesso associati tra loro. Indipendentemente
cui: acciaio, cemento armato, legno o mattoni. Solita-
dalla sua durata, esso ha un impatto significativo su
mente, la struttura di un edificio è pensata per durare
quanta energia l’edificio consuma in termini di illumi-
decine di anni (a meno che non si tratti, come in que-
nazione, riscaldamento e/o raffrescamento.
sto caso, di un’installazione) e ha pertanto un ciclo di
Per i tamponamenti delle pareti e il tetto sono state
vita lungo. A causa del suo volume e dei materiali
utilizzate ‘tavole ecologiche’ ecoboards (una forma mo-
spesso energivori con cui viene realizzata, offre un
dificata di OSB), realizzate partendo dai rifiuti dell’in-
ampio margine di mitigazione degli impatti ambien-
dustria agricola e legate con colle naturali, certificate
tali negativi che porta con sé.
Cradle2Cradle®. Queste tavole, tagliate con l’utilizzo di
Per il Circular Building è stato scelto l’acciaio, benché a
macchinari CNC, sono state impiegate e assemblate
prima vista il legno potesse sembrare più ecologico o
secondo il sistema costruttivo ‘WikiHouse’, la cui idea-
sostenibile. La scelta finale è stata giustificata dal fatto
zione risale al 2011. Si tratta di un sistema che non uti-
che l’acciaio – proveniente da una struttura prece-
lizza colle ma incastri e fissaggi meccanici,
dente – avrebbe potuto essere riutilizzato così com’era
permettendo ai pannelli di essere smantellati e impac-
anziché riciclato, azione che comporta in ogni caso un
chettati piatti per lo stoccaggio, pronti per il riutilizzo.
dispendio energetico (Circularity levers: share | optimise
Impiegando le ecoboards sotto forma di ‘Wikipanels’, si
| loop). Il solaio del pavimento è stato invece realizzato
utilizza uno strumento informatico-costruttivo open
con travi portanti in legno di abete bianco, provenienti
source (Circularity Levers: share | loop).
dalla Svezia e certificati PEFC. Poiché non ci sono al
Anche esternamente l’edificio aveva un rivestimento
momento vie di riutilizzo stabilite per il legno trattato,
Cradle2Cradle® ma in legno dolce acetilato; l’acetila-
ed essendo il suo riciclo ancora problematico, la ditta
zione è un trattamento che permette di estendere la
che ha fornito le travi, e alla quale sono state restituite
durata del legname senza influire sulle sue proprietà
dopo lo smantellamento, ha partecipato al progetto del
di lavorazione (Circularity Levers: loop).
Circular Building per testare ed esaminare proprio le
E pure le membrane impermeabili sottostanti, parzial-
possibilità del riuso del legno (Circularity Levers: share |
mente costituite da materiale riciclato, sono state po-
loop).
sate in maniera tale da non lasciare resti (Circularity
L’unione dei
Levers: share | loop). I lucernari che si aprivano sul tetto
vari pezzi, di
sono stati scelti, oltre che per le alte credenziali di so-
tipo mecca-
stenibilità e performance energetiche – argomenti
nico, è avve-
poco incidenti in questo caso – per il loro facile disas-
nuta tramite
semblaggio e riciclabilità in quanto forniti in un unico
morsetti in
blocco che, nelle intenzioni del produttore, dovrebbe
acciaio con
essere rivenduto (Circularity Levers: share | loop).
bulloni ca-
La vetrata che occupava l’intera parete corta a sud-
paci di te-
ovest è stata scelta non patinata, per poterne facilitare
nere assieme
il suo riciclo senza introdurre impurità nel circuito del
gli elementi
materiale (Circularity Levers: share | loop | exchange).
senza dover
All’interno di quattro pannelli di tamponamento sono
eseguire dei
stati inseriti quattro tipi di possibili isolanti, ognuno
fori negli
dei quali contrassegnati da un proprio QR code, visibili
stessi, quindi
grazie al posizionamento di un elemento trasparente:
innovazione
93
aerogel in fibra derivato da gel di silice, materiale or-
neva le batterie per l’accumulo dell’energia elettrica
ganico legato con micelio, lana di roccia, materassini
funzionanti con acqua salata, al momento le uniche al
di cotone/denim riciclato. Ognuno di essi presentava
mondo ad avere la certificazione Cradle2Cradle®. Al-
caratteristiche e particolarità tali da poter essere giu-
cuni dei profili a LED arrivavano da ditte che forni-
dicato idoneo ai principi della circolarità: dalla totale
scono il solo ‘servizio di illuminazione’ comprensivo
compostabilità degli elementi in materiale organico
dei costi di manutenzione ed eventuale aggiorna-
legato con micelio, alla percentuale di componente ri-
mento, senza che sia necessario acquistare l’elemento
ciclato del materassino di cotone.
illuminante stesso.
Nella zona della cucina/entrata, ha trovato posto anche una living wall, cioè una parete verde fatta da
Oggetti (Stuff)
piccole fioriere componibili ottenute da materiale
Infine, la categoria più transitoria e ampia di manu-
post-consumo, tra cui elementi di computer e di auto.
fatti presenti in un edificio, cioè gli oggetti con cui,
Il rientro delle varie parti nel circolo economico è av-
come occupanti, lo riempiamo. Una categoria che ri-
venuto in parte sotto forma di compost, in parte come
guarda le finiture, i mobili, le apparecchiature nonché
restituzione al fornitore.
gli oggetti di uso quotidiano, i quali possono restare nell’edificio per un giorno o per 10 anni e che, nella
Impianti (Services)
maggior parte dei casi, diventano rifiuti domestici. Le
Gli impianti sono il cuore, i polmoni e il sistema ner-
opportunità circolari in questo ambito sono enormi:
voso centrale dell’edificio, fanno funzionare le prese,
affittare anziché comprare, progettare per l’home-prin-
gli elettrodomestici e i dispositivi digitali, forniscono
ting, riparare e aggiornare, condividere i progetti con
acqua pulita, permettono di smaltire correttamente le
la comunità e rimpiazzare i servizi in modo digitale.
acque reflue, riscaldano o raffreddano gli spazi in-
I contenuti del Circular Building sono stati presi in
terni. Impianti e innovazione tecnologica vanno di
prestito o noleggiati, ove possibile, e, nella maggior
pari passo ed è proprio per questo che le nuove tecno-
parte dei casi, i materiali di base che li compongono
logie fanno rapidamente diventare obsolete le solu-
sono riciclati.
zioni esistenti, erodendo quindi il potenziale valore
Per esempio, la moquette del pavimento non è stata
residuo dei sistemi nel momento in cui vengono ri-
incollata, rendendo così più facile restituirla al forni-
mossi da un edificio.
tore per un riuso o una rigenerazione, mentre il tappe-
Nel Circular Building gli impianti sono stati pensati
tino d’entrata è fatto con materiali riciclati. Le tv sono
per essere aggiornati e riusati. Per esempio, il recupe-
articoli di seconda mano acquistati su eBay, mentre i
ratore di calore della HVAC (Heating, Ventilating and
tablet sono stati presi in prestito da un ditta specializ-
Air Conditioning) è stato progettato e costruito interna-
zata in Data Erase e rigenerazione di apparecchi IT. Le
mente da Arup usando plastica riciclata, lattine di bi-
sedie dell’ufficio hanno una certificazione Cradle2Cra-
bite riusate e il motore di uno scooter elettrico rimesso
dle® e il sofà è in materiale riciclato. Tutti questi og-
a nuovo. Grazie al processo di fabbricazione digitale, è
getti sono ritornati ai rispettivi fornitori.
bastato meno di un mese per avere un prototipo fun-
Nel Circular Building non erano presenti elettrodome-
zionante, dimostrando così lo straordinario potenziale
stici – sostituiti da sagome in ecoboards – perché non
della stampa 3D nell’industria delle costruzioni.
sono stati trovati in Gran Bretagna, alle condizioni di
Per l’illuminazione, invece, sono stati utilizzati com-
noleggio e manutenzione come già accade, per esem-
ponenti provenienti da mostre e installazioni prece-
pio, ad Amsterdam, dove esiste una ditta che fornisce
denti di Arup, che poi saranno riutilizzati dallo stesso
elettrodomestici, monitorandoli e manutenendoli per
in futuro. Molti dei corpi illuminanti erano controllati
tutta la durata della loro vita utile, facendo pagare l’in-
utilizzando tecnologie Bluetooth e a basso consumo
tero servizio ma non il loro possesso. In questo senso,
energetico, eliminando la necessità di scatole di con-
l’edificio è stata l’occasione per mettere in evidenza
trollo separate. Infine, tutti gli impianti erano gestiti
una delle principali sfide affrontate quando si cerca di
tramite un processore open source Raspberry Pi. Fuori
implementare l’economia circolare nell’ambiente co-
dal Circular Building, una cassetta trasparente conte-
struito: il fatto che non esistano ancora prodotti e/o
a c q u i s t a q u e s t on u me r o 94 _21
Dettagli ‘circolari’, da sinistra: uno dei morsetti in acciaio per il collegamento della struttura portante agli elementi di tamponamento, senza dover forare né l’una né gli altri; al centro, uno dei tipi di incastro delle ecoboards che componevano i muri di tamponamento; a destra, l’unità di recupero di calore del sistema HVAC (sul fondo) costruita direttamente da un team di Arup, stampando in 3D le varie parti, in plastica riciclata. In questo caso, se si fosse optato per utilizzare un recuperatore già pronto, per quanto eccellente nelle prestazioni, esso non sarebbe stato facilmente adattabile a usi futuri o smontabile nelle sue componenti. Nell’immagine a destra sono visibili anche le condutture delle tubazioni in cartone e il binario con i faretti a LED nonché i lucernari monoblocco.
modelli di business; lacune da percepire come oppor-
grandi industrie ma anche piccoli fornitori, andando a
tunità in attesa di essere riempite.
riempire quei gap che consentirebbero un uso più soste-
Infine, la scrivania – collocata nella parte centrale –
nibile delle risorse, come ad esempio i modelli alterna-
che investiga il potenziale della tecnologia dell’Inter-
tivi di proprietà rappresentati dalle formule del leasing
net of Things allo scopo di fornire uno spazio di lavoro
e del noleggio. Di insostituibile importanza è stata la
più produttivo, confortevole e personalizzabile in base
connessione di tutti i flussi relativi a materiali, compo-
alle esigenze del lavoratore. Si tratta di un mobile mo-
nenti e servizi grazie all’utilizzo delle tecnologie digitali.
dulare, oggetto di ricerca di un team di Arup, “All About the Desk”, che permette l’implementazione, nel progetto, di docking stations, carica batteria wireless, controllo della temperatura, sensori e innumerevoli altre opzioni presenti in uno spazio di lavoro da ufficio. Il manufatto, ovviamente, tornerà al suo fornitore, cioè Arup.
Conclusioni Pur con tutti i limiti del caso, il Circular Building ha dimostrato l’applicabilità di nuovi, possibili approcci alternativi che riguardano l’edilizia e l’ambiente costruito. Le scelte effettuate (materiali, servizi, smaltimento ...) hanno dimostrato la flessibilità e le opportunità che possono nascere nell’affrontare la natura complessa e multidimensionale dell’ambiente costruito. Oltre all’utilizzo di materiali riciclati-riciclabili-ecologici, il Circular Building ha messo in evidenza nuovi modelli e servizi di business, che possono coinvolgere
Partner coinvolti Arup Associates, società indipendente di designer, progettisti, ingegneri, consulenti e tecnici specializzati che offre una vasta gamma di servizi professionali; ha filiali in 38 Paesi. The Built Environment Trust, organizzazione di beneficenza indipendente inglese che esplora e incoraggia l’innovazione nell’ambiente costruito. BAM Construct UK, società leader nella progettazione sostenibile, costruzione e gestione degli impianti. FRENER & REIFER, società specializzata nella progettazione di involucri edilizi attiva a livello globale con sede in Alto Adige, Italia.
Bibliografia Brand S., How Buildings Learn: What happens After They’re Built, Viking Press, 1994. Zimmann R., O’Brien H., Hargrave J., Morrell M., The Circular Economy in the Built Environment, released in September 2016 by Arup. Ellen MacArthur Foundation, McKinsey Center for Business and Environment, Growth within: a circular economy vision for a competitive Europe, 2015.
Approfondimenti circularbuilding.arup.com buildingcentre.co.uk
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