PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
S.U.N. \ Architettura
C.di L. in Architettura Ingegneria
corso Integrato di Tecnologie Innovative per la Costruzione
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI
Prof. Arch. Sergio Rinaldi
a.a. 2009/10
25/03/10
INNOVAZIONE TECNOLOGICA
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
N. Sinopoli – V. Tatano (a cura di)
Sulle tracce dell’innovazione, Franco Angeli, MI 2002
Cap. I (pagg. 7 – 20) Cap. 5° (pagg. 158 – 168)
Gli obiettivi di eco-innovazione per i materiali ed i prodotti
da costruzione sono individuati in una prospettiva al 2030
dalle indicazioni di ricerca proposte dalla PTIC
(piattaforma tecnologica italiana delle costruzioni) 1
1) Le Piattaforme Europee hanno lo scopo di indirizzare i fondi Europei per la Ricerca e lo Sviluppo
verso argomenti di interesse industriale
25/03/10
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Innovare significa creare ex-novo. o modificare rispetto alla consuetudine oggetti,
metodi, comportamenti.
Innovare in un determinato settore significa realizzare un oggetto (un materiale di
base, un semilavorato, un componente, un'attrezzatura, una tecnica, una
lavorazione, ma anche una procedura, un modello organizzativo, un servizio)
diverso in tutto o in parte rispetto agli oggetti di cui si ha esperienza. Una
innovazione può derivare dal caso o dalla necessità; da una situazione fortuita o,
più spesso, dalla volontà di dare soluzione ad un'esigenza o a un problema che
non si è in grado di risolvere. (N. Sinopoli 2002)
25/03/10
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Es. la scoperta del vetro viene fatta risalire alla fusione e successiva
solidificazione di sabbia silicea avvenuta per caso.
Il progressivo esaurimento delle risorse forestali, anche per la crescente richiesta
di legno per le costruzioni navali, in Inghilterra favorì lo sfruttamento del carbon
fossile in luogo del tradizionale carbone di legna.
L’esigenza di migliorare la qualità del ferro che fino ai primi del ‘700 veniva
ottenuto fondendo i minerali di ferro con il carbone fossile che a causa delle sue
impurità, rendevano il metallo fragile poco utilizzabile, portò all’introduzione del
carbon Coke che, mediante un processo di "distillazione distruttiva", eliminava le
impurità del carbone fossile. Abraham Darby 1°, nel 1709 operò la prima fusione
del ferro con il carbon Coke in sostituzione del tradizionale carbone di legna
ottenendo la ghisa ed aprendo la strada alla diffusione dell’acciaio nelle
costruzioni.
25/03/10
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Lo sviluppo delle energie alternative a seguito della
crisi energetica e del fallimento del nucleare
Condizioni di necessità come
motori di innovazione
L’introduzione di molte innovazioni nel processo di
costruzione della cattedrale gotica secondo R. Bechmann nel
suo “le radici delle cattedrali”, fu determinato, in modo
notevole, nell’ area dell’Ile de France, dalla scarsità di
legname di specie e qualità adatte al sostegno dei carichi in
gioco,
25/03/10
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
L'innovazione può riguardare un prodotto o un processo: nel primo caso il
risultato dell'innovazione riguarda gli oggetti materiali, la seconda quelli
immateriali (e cioè le modalità di svolgimento di determinate operazioni e gli
aspetti organizzativi e procedurali). Talvolta alcune innovazioni si manifestano al
solo livello del prodotto, talvolta l'esistenza di un nuovo prodotto implica anche
delle trasformazioni più o meno profonde del processo nel quale il nuovo
prodotto si inserisce
25/03/10
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Legno lamellare esempio di innovazione
di prodotto che impone innovazione del
processo di produzione
25/03/10
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Innovazione di prodotto
I nuovi materiali trasparenti
Il cemento armato: particolare del Brevetto
Hennebique e collegamento dei ferri tra pilastro e
trave
25/03/10
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Innovazione di processo
Fornaci per laterizio di tipo circolare e del tipo
Hoffman a fuoco continuo
Procedura di produzione dei nastri di acciaio
mediante colata continua
25/03/10
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Innovazione di procedimento
Il cristal Palace di J.
Paxton (1851)
Sistemi industrializzati per il getto del cls
25/03/10
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Il trasferimento tecnologico di innovazioni prodotte in
settori tecnologicamente avanzati
Vetrata elettrocromica. L’elemento base è costituito da
un film a cristalli liquidi incollato tra due lastre
trasparenti, normalmente opaco, diventa trasparente se
si attiva una piccola carica elettrica (prod. Isoclima PD)
25/03/10
Controllo cibernetico della schermatura solare
nell’istituto del mondo arabo di J. Nouvel a Parigi
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Alcuni paradigmi dell’innovazione tecnologica
La destandardizzazione della
produzione industriale
Pannelli di rivestimento ed elementi architettonici in marmo ottenuti con tagliatrici a filo diamantato a controllo
numerico
25/03/10
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Alcuni paradigmi dell’innovazione tecnologica
L’Ibridazione di materiali e tecniche costruttive
Nell’auditorio e centro congressi a San Sebastian (E) di
Rafael Moneo (1999) ad una struttura in c.c.a. gettato in
opera si collega un doppio involucro vetrato montato a
secco.
Prototipo sperimentale di modulo abitativo costituito da
telaio in legno, facciate in telai metallici rivestiti di
tavelloni montati a secco, solai in lamellare e scocche
di g.r.c. e pareti divisorie in muratura realizzata in
opera. (ricerca Centro tecnologico RDB)
25/03/10
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Criteri per un’innovazione ecoefficiente nel settore delle costruzioni
Ridurre la quantità di materia e
il consumo di risorse
Chiudere il cerchio: riuso e riciclo
Conservare l’energia
Ridurre le emissioni
Limitare rumore e pericoli
25/03/10
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Ridurre il contenuto di materia in
semila-vorati e prodotti impiegando
sezioni cave, in luogo di quelle piene, e
profili ottimizzati.
Trave composta con ali di spessore
diverso
Pannello con struttura
alveolare “honeycomb”
accoppiato a lastrasottile in
pietra naturale
Pannello composito con struttura a
nido d’ape Alucore
25/03/10
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Riduzione del consumo di risorse
Consumo di materia prima: dedotto sulla base di
dati reali e accertati. La quantificazione e valutazione
delle risorse disponibili non rientrano in quest’ambito.
Consumo di energia (energia grigia)
Inquinamento dell’aria e dell’acqua : si riferisce a
tutte le emissioni provocate dai processi produttivi
compresi evidentemente quelli richiesti dalla
produzione di energia (valutazione spesso espressa
sotto forma di quantità d’aria e d’acqua critiche
considerando i valori limite d’inquinamento stabiliti
dalle leggi vigenti o adottando altri criteri quali la loro
influenza sull’effetto serra, sul buco nell’ozono o
sull’acidificazione delle acque).
Inquinamento del suolo: considera tutte le
sostanze non recuperabili emesse dai processi che
avvengono su suoli non protetti (valutazione
quantitativa non sempre possibile per mancanza di
valori limite d’inquinamento).
Altri aspetti: valutazione della disponibilità delle
risorse, aspetti positivi della produzione combinata,
ricadute sociali indotte dalla produzione, ecc
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Riciclaggio di materiali e componenti: vengono trasformati dalla loro
originale funzione per l’impiego in altri settori produttivi (es. frantumazione
di parabrezza per la produzione di pannelli in fibra di vetro)
Riuso di materiali: reimpiego con la stessa funzione (es. reimpiego di
vecchie tegole o mattoni non danneggiati da demolizione)
Recupero di componenti: porzioni riutilizzabili per ottenere prodotti
uguali o paragonabili a quelli di partenza (es. parti di serramenti utilizzati
per produrne di nuovi)
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
RECYHOUSE è un’esperienza Pilota realizzata in Belgio a Limelette dal CSTC con fondi UE
nell’ambito del programma LIFE -DG Environment, utilizzando materiali riciclati provenienti da altre
attività e settori industriali extra edilizi.
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Conservare l’energia
Pannelli FV integrati in
facciate continue
(Documentazione
tecnica Schuco)
25/03/10
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Requisiti di biocompatibilità dei materiali :
- Assenza di emissioni nocive
- Igroscopicità e traspirabilità
- Antistaticità e ridotta conducibilità elettrica
- Buona resistenza al fuoco ed assenza di fumi tossici in caso d’incendio
- Assenza di radioattività
- Produzione non nociva per i lavoratori
- Stabilità nel tempo
PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10
Prodotti da costruzione e inquinamento interno
i prodotti edilizi possono rilasciare i seguenti inquinanti:
 inquinanti di natura fisica: radon e prodotti di decadimento;
 composti organici volatili e semivolatili, in particolare formaldeide e antiparassitari;
 inquinanti biologici: funghi, muffe, batteri;
 fibre minerali naturali e artificiali: amianto, lana di vetro, lana di roccia.
I prodotti edilizi possono peggiorare le condizioni abitative secondo tre modalità:
 rilasciando direttamente sostanze inquinanti o pericolose (composti organici volatili,
radon, polveri, fibre);
 adsorbendo e successivamente rilasciando sostanze presenti nell'aria e provenienti da
altre fonti (per esempio da attività o da altre fonti);
 favorendo l'accumulo di sporco e la crescita di microrganismi.
9/12/08