Accademia di Mont Cenis
IUAV
a.a.2003/2004
ClasArch – Sostenibilità
III laboratorio integrato
Corso di tecnologia
“Verifica della sostenibilità di un edificio”
Prof. Manfron
Lisa Oregioni 245464
L’Accademia dell’Emscher Park a Herne-Sodingen fa parte di un ampio programma di interventi
coordinati, una nuova IBA, estesa a scala territoriale che interessa un parco lineare di 70 km lungo
il canale Reno-Herne che prevede la rivitalizzazione e il recupero delle aree industriali dismesse.
Herne, da sempre dominata dall’industria pesante e Sodingen, vicino alle ex miniere di carbone del
monte Cenis, sono ora il centro di una rigenerazione urbana ed economica che interessa la Ruhr.
Questo progetto si pone come esempio per una rivalutazione dell’area non solo socio– economica,
ma anche ambientale riscattando le miniere, bonificando il terreno con una rete di canali e
terrapieni, usando fonti energetiche rinnovabili e sistemi di riscaldamento-raffrescamento passivo.
Cronistoria
1991
1992
L’IBA Emscher Park e il consiglio di Herne indicono una competizione di architettura.
Il progetto di Jourda & Perraudin che prevede una serra energicamente autosufficiente vince
il concorso.
1993 Grazie ad un programma di ricerca dell’Unione Europea “Joule II”, Jourda & Perraudin in
collaborazione con lo studio di ingegneria Arup Partners e Agibat MTI, viene testato e
dichiarato fattibile l’innovativo concetto di una capsula microclimatica.
1994
Il gruppo di progettazione viene allargato comprendendo gli ingegneri di Ove Arup &
Partners, London e Agibat. Viene eseguito un più realistico progetto dell’impianto ad energia
solare che ricoprirà un prospetto e la copertura. Viene fondata l’EMC (Entwicklungsgesellschaft
Mont Cenis) in qualità di società appaltante.
1995
Sono necessari due anni per risolvere i problemi legali e finanziari e per sciogliere dubbi
riguardo vari aspetti.
1996 Schlaich Bergermann und Partner di Stuttgart, assieme a HL-Technik, Frankfurt/Main,
rilevano l’incarico della progettazione esecutiva da Ove Arup and Partners .
1997 Franz-Josef Kniola, il Ministro degli interni per la Renania - Westfalia del nord, e Wolfgang
Becker, capo dell’Herne, posano la prima pietra dell’accademia. Il progetto viene presentato
anche alla Biennale di Architettura di Venezia ed alla conferenza mondiale di Kyoto
1998
Il ministro delle infrastrutture Michael Vesper prende parte alla cerimonia per la conclusione
dei lavori insieme agli operai.
1999
Il premier della Renania- Wesfalia del nord celebra l’ufficiale apertura dell’Accademia di Mont
Cenis a Herne.
I nomi
Cliente: Akademie Mont-Cenis, Entwicklungsgesellschaft Mont-Cenis, Herne (DE)
Proprietari PV-System: Stadtwerke Herne AG, Herne (DE)
Architetti progettisti: Jourda Architects, Paris and HHS Planer + Architekten BDA, Kassel (DE)
Project management: dmp architekten gmbH, Stuttgart, (DE)
Progetto del controllo ambientale: Universität Dortmund, Fakultät für Bauwesen, Dortmund (DE),
Schmidt Reuter Partner, Köln (DE), Institut für Licht und Bautechnik, Köln (DE)
Ingegnieri del sistema a pannelli: Flabec Solar International GmbH, Köln (DE), abakus
energiesysteme gmbH, Gelsenkrichen (DE)
Fornitori: Wicona Bausysteme GmbH, Ulm (DE) (profili in alluminio), Rheinelektra Technik GmbH,
Essen (DE) (squadra dell’impiano elettrico), ARGE Urban & Langwehr GmbH, Datteln (DE) (montaggio
PV e pannelli di vetro)
Fabbricazione panelli fotovoltaici : Solarex Corp. Frederick, MD, (USA) (PV-Cells), Angewandte
Solarenergie ASE GmbH, Heilbronn (DE) (PV-Cells), Flabec Solar International GmbH, Köln (DE) (PVModules), SMA Regelsysteme GmbH, Niestetal (DE) (inverter), Leopold Kostal GmbH & Co. KG,
Lüdenscheid (DE) (connettori pannelli fotovoltaici)
I numeri
Operazioni
Costi netti
Bonifica e ridisegno del territorio
15 milioni di €
Accademia del ministero degli interni
15,7 milioni di €
Municipio di Sodingen
4,91 milioni di €
Capsula climatica
14,42 milioni di €
Sistema fotovoltaico
7,82 milioni di €
Costi totali di ingegneria
Sviluppo, rinnovazione e
rinnovo del territorio
42,85 milioni di €
Costo totale del progetto
57,21 milioni di €
Guadagno
8,18 milioni di €
11,68 milioni di €
Superficie
Accademia
mq
Uffici
comunali
mq
Totale
mq
Superficie principale fruita
5,095
1,385
6,480
Superficie secondaria fruita
912
132
1,044
Superficie delle funzioni
582
325
907
Superficie collegamenti
3,586
867
4,453
Superficie netta al piano terra
10,175
2,709
12,884
Superficie costruita
1,889
274
2,163
Superficie lorda
12,064
2,983
15,047
Volume lordo
37,075
12,150
49,225
Superficie costruita
12,096
Open space all’interno della serra
4,377
Area non edificata
15,527
Superficie della pertinenza dell’edificio
32,000
1. Accademia di formazione
2. Parco dell’Accademia
3. Parco urbano
4. Parcheggio
5.Centro commerciale
6. Negozi e uffici
7. Abitazioni
L’idea
L’idea è quella di una grande capsula di
13.000 mq (72 x 168 m alta 15 m) che
copre una “micro-città” proteggendola dalle
aggressioni climatiche esterne ed in
perfetta osmosi con il paesaggio che la
circonda.
All’interno di essa in un micro-clima
mediterraneo sono posizionati due edifici
lineari divergenti. Essi sono animati dalle
diverse scelte tipologiche: volume conico
per la biblioteca percepibile chiaramente
anche dall’esterno, soluzioni a ballatoio per
gli alloggi e sistemi a terrazze e percorsi in
legno per le altre funzioni. Essi sono poi
circondati da uno spazio comune “interno”
trattato come un giardino d’inverno con
percorsi di ghiaia, specchi d’acqua e
vegetazione.
Tecnologia
Capsula microclimatica
Struttura
56 tronchi di abete e altri pilastri provenienti
dalle aree circostanti formano la struttura
dell’involucro microclimatico, per un totale di
3.475 m² di legno. Essi sono vincolati tra
loro tramite nodi e tiranti di acciaio. Il
materiale essendo posto in un interno non
ha dovuto subire trattamenti.
L’uniformità della griglia basata su un
modulo si 12x12 m ha permesso di ricorrere
alla prefabbricazione e quindi di ottenere
grandi risparmi.
All’esterno invece viene impiegato legno e
lamellare di larice trattato con cera.
Attacco a terra
Chiusure superiori e verticali
La superficie vetrata, di 20.640 mq, è
posata in strutture di alluminio. Di questi
10.000 mq sono accoppiati con moduli solari
di modo che tutta l’area dell’open space
interno e opportunamente ombreggiata e
illuminata. Per ottenere questo effetto sono
stato impiegati moduli solari con una
“densità” luminosa del 53-93 % (dal 190 –
420 wp). Riflettori posti sulle finestre degli
edifici interni intensificano l’illuminamento
delle aree non esposte.
La costruzione di questo involucro ha dato
impulso all’industria edile della regione,
infatti e’ composta con elementi provenienti
dal nord della Renania – Westfalia.
Edifici interni
La realizzazione
dell’involucro microclimatico
ha permesso una notevole
economia nei materiali degli
edifici interni.
Partizioni orizzontali e
verticali
I solai sono realizzati in
cemento con partizioni
verticali:
- in muratura per gli
alloggi;
- travi e pilastri in cemento
armato (ottenendo massa
termica) con trama regolare
per il centro di formazione;
- strutture in cemento e
legno per la biblioteca il
ristorante e centro
commerciale e la sala
polivalente.
Impianti e clima interno
Riparando dalle intemperie l’involucro
permette variazioni minime di
temperatura ed un netto risparmio di
energia che porta ad una riduzione nelle
emissioni di anidride carbonica del 28 %
rispetto ad un edificio tradizionale delle
stesse dimensioni.
Il sistema di riscaldamento usa meno di
50 KWh/mq/anno ed il consumo totale di
energia e’ stimato approssimativamente
in 3250 KWh/mq/anno.
Inoltre l’acqua piovana, raccolta ed
opportunamente filtrata, viene utilizzata
per alimentare i bacini d’acqua ed i servizi
sanitari.
Illuminazione
L’involucro e’ stato progettato in modo
da ottenere un adeguato livello di
illuminazione nell’open space come
negli edifici. La copertura infatti è come
un cielo nuvoloso e permette quindi di
ottenere un illuminazione ideale. Le
celle fotovoltaiche poste in copertura
hanno differenti densità ombreggiando
dove necessario. Alcune facciate interne
sono trattate come degli specchi in
modo da diffondere la luce anche nei
punti bui mentre i due tronchi di cono
che costituisco la biblioteca anno un
sistema olografico incorporato con la
luce diretta diurna.
Ventilazione
Il controllo microclimatico avviene
tramite ventilazione naturale regolata
utilizzando:
-aperture in copertura e sulle pareti
laterali dell’involucro
-vaporizzatori collegati a bacini
d’acqua
-un sistema di ombreggiatura che
copre il 65-80% della copertura ed il
25-40% delle facciate costituito da
tende appese all’orditura strutturale.
Funzionamento invernale
La grande serra protegge da venti e precipitazioni minimizza le perdite di calore.
Il volume di aria minimo viene prodotto da un sistema di ventilazione meccanica ed
introdotto dall’alto attraverso un condotto posto sopra la copertura degli edifici interni e
riscaldato dall’energia recuperata dal flusso uscente o nel caso in cui non sia sufficiente, da
serpentine collegate all’impianto di acqua calda.
L’aria utilizzata viene convogliata e ridistribuita all’interno del contenitore vetrato, ad
eccezione di quella delle toilette, delle cucine e degli spazi dedicati allo sport, che viene
espulsa in copertura. La qualità dell’aria è regolata dall’apertura programmata di parti della
copertura e sincronizzata in modo da mantenere confortevoli le condizioni degli edifici
interni.
Funzionamento estivo
Per evitare il surriscaldamento, in quasi tutti gli spazi vengono messe in azione delle
ventole ad alta velocità e le finestre dell’involucro vengono aperte per favorire la
ventilazione naturale. L’aria calda sale ed esce attraverso la copertura mentre l’aria fresca
viene aspirata dall’esterno ed immessa attraverso aperture poste vicino all’attacco a terra.
La copertura e’ ombreggiata grazie ad un sistema di tende e dalla superficie semi opaca
dei pannelli fotovoltaici. La vegetazione e i giochi d’acqua contribuiscono al raffrescamento
regolarizzandone il grado di umidità. Alberature a foglie caduche poste sul lato ovest
proteggono la parte bassa della struttura fornendo ampie zone ombreggiate durante
l’estate (ma lasciando penetrare il basso sole invernale).
Energia
Materiali ed energia
Materiale
Consumo di energia
MJ/kg
Alluminio
215,00
Vetro piano
19,00
Cemento
7,00,
Cemento armato
1,00
Mattoni pieni
2,86
Mattoni forati
2,96
Legno con formaldeide
14,00
Legno senza formaldeide
14,00
Dati elaborati dall’università di Valencia.
Materiale
Descrizione
Recupero/riciclaggio
Pietra naturale
Pietre lavorate quali: granito,
porfido, arenaria, ecc.
Riutilizzo nella funzione originale,
frantumazione in ghiaia sabbiosa da
riciclare
Metalli
Ghisa, acciaio, alluminio, zinco,
piombo, ecc.
Commercio di rottami, separazione,
produzione di metalli, recupero di
elementi inerti.
Legno
Elementi costruttivi smontati
interi ed altri elementi quali
tavolati, porte, finestre, imposte,
pavimenti, ecc.
Recupero di elementi cotruttivi
interi, lavorazione a pannelli
truciolari, pannelli di legno lavorati
con cemento, incenerimento
Vetro
Vetro da finestre, mattonelle per
vetrocemento, tegole di vetro.
Riciclaggio convenzionale o
produzione di schiume e lane di
vetro, prodotti in vetro cellulare,
fondi per condotte
Materie plastiche
Materiali di un solo tipo, come:
PVC, PE, ecc.
Riciclaggio specifico di ogni
materiale con produzione di profili
per controsoffittature, tubi di
drenaggio, guaine protettive per
cavi, nuovi profilati in PVC con 7080% di materiale recuperato
Materiali isolanti
Pannelli truciolari, sughero,
schiume, polistirolo.
Riciclaggio per materia,
parzialmente possibile
Calcestruzzo
Calcestruzzo da demolizione
Granulato per calcestruzzo per
calcestruzzo riciclato, stabilizzazioni,
strati di fondazioni
Viste le tecniche costruttive utilizzate buona parte del complesso potrà essere
smontata, favorendo quindi il riutilizzo di interi elementi. In altre parti, invece,
sarà possibilela demolizione selettiva.
Produzione di energia
Il progetto prevedeva un capsula autosufficiente dal
punto di vista energetico e tale scopo e’ inseguito
con tre dispositivi.
Impianto di cogenerazione
L’impianto utilizza il gas che fuoriesce dalle miniere
in disuso.
Vi sono due moduli di cogenerazione, uno sfrutta il
gas proveniente dalle miniere mentre l’altro può
funzionare anche con altro gas naturale. Ciascuno
fornisce 253 kW di energia elettrica e 378 kW di
riscaldamento.
Il calore prodotto viene utilizzato non solo
nell’Accademia ma serve anche abitazioni ed un
vicino ospedale.
Questa fonte viene sfruttata soprattutto in invervo
per supplire alle carenze dell’impianto fotovoltaico.
I pozzi delle miniere di carbone forniscono piu’ di 1
milione di mc di gas all’anno, il 60% di questo e’
costituito da metano. Lo sfruttamento di questo gas
significa anche una riduzione delle immissioni di
circa 12.000 tonnellate di anidride carbonica.
Impianto di batterie di accumulo
Consiste di 816 batterie (per un peso totale di 90
tonnellate) con un una potenza in uscita di 12 MW
ed un accumulo di 12MWh. Questo sistema
supplisce ai cali di potenza, compensa le oscillazioni
dell’impianto a pannelli fotovoltaici e riduce il picco
di domanda.
Stazione fotovoltaica
Superficie totale della
copertura
12,600 m2
PV area
8,400 m2
Pannello standard per
coperture
1.16 m x 2.78 m
Pannello standard per
facciate
1.16 m x 2.40 m
Numero di pannelli in
copertura
2,904
Numero di pannelli in
facciata
280
Potenza elettrica di ogni
pannello
250 - 416 Wp
Angolo di inclinazione
pannelli in copertura
5
Angolo di inclinazione
pannelli in facciata
90
Numero di convertitori
ca. 600
Potenza elettrica totale
1 MWp
Energia prodotta
ca. 750,000 kWh
Oltre che nelle coperture i pannelli
sono incorporati anche nella facciata
a ovest.
Le celle vengono utilizzate sia fisse
che integrate nelle aperture mobili.
Cosi’ l’installazione totale fornisce
circa 750,000 kWh, potenza
superiore a quella richiesta che viene
spesso immessa nella rete locale
grazie anche a 600 inverter che
trasformano l’energia continua in
alternata.
Bibliografia
 “Abitare” n. 392, 2000, pgg. 96-101;
 “L’architettura naturale” n. 17, 2002;
 “L’arca” n. 143, 1999, pgg.10-17;
 “Controspazio” n. 3, 2002, 26-37;
 Niccolò Aste, “Il fotovoltaico in architettura”, SE, 2002, Napoli:
 Dean Hawkes, Wayne Forster, Arup Partnership “Architecture engineering and environment”,
W.W. Norton & Company, 2002;
 A.Tondi, S.Delli “ La casa riciclabile – I rifiuti in edilizia”, Edicom Edizioni, 1997, Gorizia;
 G. Longhi “ Linee guida per una progettazione sostenibile”, Officina edizioni, 2003, Roma;
 http://arch.hku.hk/teaching/cases/herne/herne.html (Università di Honk Kong)
 http://www.akademie-mont-cenis-herne.nrw.de/english/architek/index.html
 http://www.akademie-mont-cenis.de/EN/index.html
 http://www.oja-services.nl/iea-pvps/cases/deu_01.htm
 http://www.oja-services.nl/iea-pvps/cases/deu_01.htm
? Sostenibilità?
Conclusioni
L’approccio progettuale tenuto nella realizzazione dell’Accademia di Mont Cenis è completo di
considerazioni ecologiche, tecnologiche, compositive rispondendo positivamente ai parametri di
valutazione di sostenibilità.
Non bisogna dimenticare però che l’architettura sostenibile deve confrontarsi anche con aspetti
non propriamente architettonici, quali il benessere sociale, avendo tra i suoi scopi anche
l’aumento della qualità della vita delle generazioni future.
Il risparmio energetico, l’uso di materiali riciclabili, lo sfruttamento di energia solare, il riciclaggio
dell’acque piovane qui confluiscono nell’intento di dare una qualità degli spazi, di atmosfere
percepite, di ambienti di vita particolarmente favorevoli al benessere fisico e psichico dei fruitori,
proponendo un luogo di vita comune.
Esso inoltre è inserito in in un ex area industriale, scenariocon il quale gli architetti saranno
sempre più chiamati a confrontarsi, mostrando la possibilità di una progettazione attenta alle
esigenze dei fruitori e dell’ambiente.