APPENDICI Appendice 1 ANALISI DEL DELLE TIPOLOGIE AMBIENTALI CONTESTO DI RIFERIMENTO Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: Questo piccolo bungalow costruito nella “Model Town” di Lahore costituisce un esempio paradigmatico dell’integrazione compiuta tra modelli architettonici occidentali ed il materiale presente nella cultura locale. Come nelle abitazioni urbane tradizionali della zona indiana, gli alloggi vengono posti all’interno di un anello termico che li separa dal contatto diretto con l’atmosfera esterna. Gli ambienti abitativi rimangono ad una temperatura più bassa anche durante i periodi più caldi. All’esterno vengono posti i servizi, e l’intero lato nord viene ombreggiato da una veranda. La particolarità dell’anello termico che così si viene a formare è quella di essere una zona a temperatura intermedia, un “cuscinetto termico” atto ad isolare i quartieri residenziali diurni. Il difetto di questo sistema è quello di non permettere l’ingresso di sufficiente luce diurna all’interno degli ambienti, e di impedire una ventilazione completa. Occorre però ricordare che nella tradizione costruttiva domestica indiana il contatto visivo con l’esterno non riveste la stessa importanza attribuitagli dalla pratica occidentale: le caratteristiche climatiche favoriscono il rivolgersi della prospettiva verso l’interno, privilegiando la creazione di spazi centrali piuttosto Bungalow Ubicazione: Model Town, Lahore (Punjab, Pakistan) che di interazioni visive con il paesaggio circostante. Per difendersi dal caldo, l’architettura si rende introversa. Rimane il problema della ventilazione, che solo in parte viene risolto dalla possibilità di creare corridoi di areazione continui all’interno delle abitazioni. Senza l’ausilio di sistemi meccanici di Data di costruzione: ca. 1920 Tipologia: Bungalow Elementi costitutivi: Corpo di fabbrica rettangolare per l’abitazione padronale; ala separata con gli alloggi per la servitù ed il garage. Veranda continua (probabilmente colonnata) sul lato nord. Costruzione a piano unico Riferimento bibliografico / iconografico: M. KAHN, Cultural Transfers: the Re-Possession of Architectural Form, in "Environmental Design", n. 15-16, 1995. 165 ventilazione, o l’attento studio delle dinamiche di ventilazione naturale, è improbabile che si riesca ad assicurare la quota di ricambi d’aria rispondente agli standard igienici consueti. Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: Questa abitazione urbana a Jaisalmer, appartenuta ad una ricca famiglia di commercianti, costituisce un sistema complesso, nel quale la conformazione degli spazi e l’interazione degli utenti costituisce un raffinato sfruttamento delle peculiarità microclimatiche della costruzione. Non si tratta infatti solamente dell’aggregazione degli spazi e volumi, ma anche del loro utilizzo differenziato nel corso della giornata, tanto da poter definire questo sistema come un organismo dinamico. Nella fattispecie dell’analisi dell’anello termico presente in questa costruzione, si può constatare che la corte interna permette di raddoppiare la struttura ad anello affiancandone due; i due setti laterali, essendo a contatto non con l’ambiente esterno ma con le abitazioni adiacenti, non si surriscaldano; le due fasce sui lati potrebbero pertanto essere considerate a loro volta isolate termicamente. Separati dai due fronti stradali, i grandi spazi centrali godono della ventilazione proveniente dalla corte centrale, la quale, estendosi per tutta l’altezza dell’edificio, funge da camino di ventilazione. Essendo separati dalle fasce laterali principalmente da sistemi a Abitazione urbana colonne, gli spazi centrali non risultano chiusi alla ventilazione, rendendo possibile, quando risultasse necessario, il riscontro tra le facciate prospicienti le strade e la corte interna. Tramite il probabile uso di tende o altri diaframmi mobili è invece possibile separare gli ambienti abitativi centrali se si presentasse Ubicazione: Jaisalmer (Rajasthan, India) Data di costruzione: XV secolo Tipologia: Abitazione urbana Elementi costitutivi: Edificio in linea con due setti laterali ciechi, confinanti con le costruzioni adiacenti. Due corpi scala (principale e di servizio); corte interna centrale. Le due facciate aperte si rivolgono verso strade a quota diversa. Edificio composto da quattro piani. Riferimento bibliografico / iconografico: K. HERDEG, Formal Structure in Indian Architecture, Rizzoli, New York, 1990. 166 un’eccessiva irradiazione solare. Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: La tradizione architettonica islamica ha suggerito la diffusione, in tutta la regione settentrionale del continente africano, di un modello domestico urbano pressappoco omogeneo. La struttura urbanistica tradizionale della medina, fondata sull’addensamento delle strutture costruite al fine di ridurre le superfici esposte all’irraggiamento solare, si ripete, in scala più piccola, nel singolo edificio abitativo, la cui unica apertura verso l’esterno è spesso la sola corte centrale. Dimensionata in maniera da garantire, durante tutto l’anno, un alto livello di ombreggiatura, la corte funge da pozzo di ventilazione, nel quale confluiscono le masse d’aria provenienti dagli ambienti circostanti. Spesso la mancanza di un aperture sui lati dell’edificio rende l’aria stagnante nelle zone più periferiche, mentre si ottiene un buon livello di ventilazione negli spazi intermedi. Nell’esempio riportato, rappresentante un’abitazione di Meknès (Marocco), l’invaso centrale della corte è inscritto in tre anelli concentrici: il primo a doppia altezza, i successivi ad altezza singola. Il terzo anello espleta le funzioni distributive rispetto agli ambienti abitativi ubicati nell’anello esterno. Abitazione urbana La grande copertura, adibita a terrazza, viene utilizzata per lo svolgimento dei lavori domestici, e acquista particolare importanza nei mesi invernali, quando l’azione del sole è mitigata rispetto alle stagioni più calde. Ubicazione: Meknès (Marocco) Data di costruzione: XVIII secolo Tipologia: Abitazione urbana Elementi costitutivi: Costruzione di piccole dimensioni. Corte interna con patio colonnato al pianoterra. Ambienti raccolti in anelli concentrici intorno allo spazio centrale aperto. Riferimento bibliografico / iconografico: L. MICARA - A. PETRUCCIOLI, Metodologie di analisi degli insediamenti storici nel Mondo islamico, in "Bollettino d'Arte del Ministero per i Beni Culturali e Ambientali", n. 39-40, set. dic. 1986. 167 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: Il palazzo di Rao Bahadur Seth Sobhagmall ad Ajmer (Rajasthan), è un edificio di dimensioni tali da poter essere considerato un piccolo agglomerato urbano. Disposti su tre lati di una grande corte - piazza centrale si trovano cinque diverse costruzioni, realizzate unitariamente e collegate internamente. Ciascuno di questi nuclei fa riferimento alla propria corte centrale, sulla quale affacciano le zone abitative, separate dall’esterno dall’anello dei servizi, posti lungo i perimetri. Lungo le facciate prospicienti la piazza interna sorgono dei colonnati che ombreggiano la zona immediatamente interna. Sul lato sud del palazzo che affaccia sulla strada, quello maggiormente esposto alla luce solare, troviamo le botteghe, così che nessuna zona abitativa riceve un eccessivo irraggiamento. In alcuni punti le corti interne sono collegate, anche se non sistematicamente, tra di loro, forse per creare una ventilazione naturale che possa attraversare gli ambienti posti fra due cortili. Nel complesso, l’insieme di costruzioni, pieni e vuoti, contribuisce a creare le condizione adatte ad una ventilazione naturale così come si può riscontrare nelle vie cittadine. Palazzo di Rao Bahadur Seth Sobhagmall Ubicazione: Ajmer (Rajasthan, India) Data di costruzione: 1760 Tipologia: Palazzo in contesto urbano Elementi costitutivi: Struttura costituita da cinque corpi di fabbrica, ciascuno con una propria corte interna, sistema intorno ad una grande corte-piazza centrale. Edificio con tre facciate su strada. La facciata sud è occupata da botteghe. Riferimento bibliografico / iconografico: O. REUTHER, Indische Paläste und Wohnhäuser, Leonhard Preiss, Berlin 1925. 168 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: L’edificio del Parlamento del Bangladesh, progettato e costruito dall’architetto americano di origine lituano Louis I. Kahn, conta come uno dei maggiori esempi di rilettura contestuale della cultura architettonica locale. Premettendo che nelle forme proposte da Kahn le contaminazioni provengono non solo dall’architettura Moghul di Lahore, Dehli ed Agra, ma anche dalla tradizione romana, in particolare di Villa Adriana e delle altre opere di epoca imperiale, si nota immediatamente, data la limpida chiarezza di impianto, come l’assetto funzionale di tutto l’edificio sia subordinato alla costruzione formale della pianta. Questo atteggiamento, tipico della metodologia progettuale di Kahn, ci permette di evidenziare quanto strettamente il patrimonio formale della tradizione indiana sia connaturato con le esigenze di controllo della temperatura all’interno dell’edificio. La profonda assonanza distributiva tra le grandi costruzioni rituali musulmane e l’edificio di Kahn non può passare inosservata. Il corridoio dei passi perduti, che esemplifica il concetto kahniano del rapporto tra spazi serventi e spazi serviti, assume allo stesso tempo la funzione dello spazio termico intermedio, nonchè di anello di ventilazione. I corpi che Sher-e-Bangla Nagar, Louis I. Kahn Tipologia: Edificio istituzionale circondano la grande sala centrale e che formano, anche in alzato, l’elevazione progressiva dei volumi sino al culmine della volta, sono completamente rivolti verso l’interno, e mostrano all’esterno solamente dei grandi tagli geometrici che servono per la ventilazione della facciata. Elementi costitutivi: Edificio di dimensioni monumentali composto da una grande sala centrale poligonale e da otto corpi disposti radialmente intorno ad essa. Lo spazio interstiziale funge da connettivo distributivo. La sala centrale, la cui importanza è ulteriormente sottolineata dalla particolarità della copertura, risulta dunque inclusa all’interno di uno spazio termicamente protetto. La notevole altezza della volta permette una libera circolazione dell’aria, facilitando così la Ubicazione: Dhaka, Bangladesh Data di costruzione: 1962-1983 ventilazione naturale. Riferimento bibliografico / iconografico: D. B. BROWNLEE - D. G. DE LONG, Louis I. Kahn, In the Realm of Architecture, Rizzoli, New York, 1991. 169 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: Gli haveli di Ahmedabad rivestono il ruolo fondamentale di centro dei singoli pol, unità urbane che coincidono con gruppi sociali, uniti da legami professionali, di parentela o di casta. I pol ricostruiscono su scala maggiore il rapporto di chiusura verso l’esterno tipico delle abitazioni tradizionali, mentre rimangono aperte verso gli spazi interclusi. Nel Divetia Haveli, uno degli esempi meglio conservati di Ahmedabad, riscontriamo l’articolazione spaziale che diminuisce progressivamente la densità dell’oggetto costruito procedendo dal basso verso l’alto. La corte centrale (chowk) è il fulcro intorno al quale ruotano tutti gli altri ambienti della casa, alcuni dei quali, prevalentemente ad uso estivo, sono collegati senza diaframmi di chiusura, e godono quindi di una condizione interno-esterno. Le terrazze ubicate sul tetto della casa sono destinate al riposo notturno durante l’estate, così che gli abitanti della casa possono godere delle rinfrescanti brezze notturne. Divetia Haveli (Abitazione urbana borghese) Ubicazione: Ahmedabad (Gujarat, India) Data di costruzione: XVIII secolo Tipologia: Abitazione urbana Elementi costitutivi: I due fronti minori prospettano sulla strada; il due maggiori sono confinanti con altri edifici. Corte interna. Costruzione con struttura in legno. Riferimento bibliografico / iconografico: V. NANDA, Urbanism, Tradition and Continuity in Ahmedabad, in "Mimar" n. 38, mar. 1991. 170 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: La complessa articolazione altimetrica dell’edificio residenziale a Jaisalmer permette di comprendere in maniera esemplare la particolare conformazione che porta molte costruzioni a subire un progressivo svuotamento volumetrico man mano che si procede dal basso verso l’alto. Tale configurazione comporta, all’interno dell’edificio, una progressiva apertura verso l’atmosfera esterna, una “piramide rovesciata” di vuoto che si interseca, sovente in maniera simmetrica, con il “pieno” del costruito. Nell’esempio proposto si possono osservare: a) la corte centrale, che arriva sino al pianoterra, interessando quindi tutti i livelli dell’edificio; b) le due “stanze a corte” poste al secondo piano, le quali, riprendendo per ovvi motivi costruttivi la disposizione planimetrica degli ambienti sottostanti, perdono la copertura, divenendo anch’esse delle corti interne; c) la totale apertura del terzo piano, che diviene un attico cintato solamente sui quattro lati e collegato da camminamenti, che ne permettono la fruizione per le attività precipuamente domestiche per le quali viene utilizzato. Risulta utile sottolineare che una delle consuetudini più diffuse non solamente nel Subcontinente indiano ma anche in molte zone di Haveli (Abitazione urbana borghese) cultura islamica è quella di dormire, nei periodi caldi dell’anno, sui tetti degli edifici. Essendo state scaldate dal sole per tutto il giorno, le terrazze sono l’ambiente più confortevole dell’abitazione dove dormire anche se la temperatura notturna scende, come avviene in molte zone temperate, di molti gradi. Ubicazione: Jaisalmer (Rajasthan, India) Data di costruzione: XV secolo Tipologia: Abitazione urbana Elementi costitutivi: Edificio in linea con due setti laterali ciechi, confinanti con le costruzioni adiacenti. Due corpi scala (principale e di servizio); corte interna centrale. Le due facciate aperte si rivolgono verso strade a quota diversa. Edificio composto da quattro piani. Riferimento bibliografico / iconografico: K. HERDEG, Formal Structure in Indian Architecture, Rizzoli, New York, 1990. 171 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: Jaisalmer, nel Rajasthan, è una delle città dell’India pre-moderna che hanno conservato in buona parte il loro centro storico. Attraversato da vicoli stretti e ombreggiati, l’agglomerato è costituito da abitazioni in calcare color ocra, chiuse e compatte verso l’esterno e fortemente articolate all’interno. L’intrsopezione all’interno delle abitazioni viene impedita dai jalis, ovvero schermi in legno o in pietra che, permettendo la ventilazione ed la vista verso l’esterno, nascondono gli ambienti interni. La forte articolazione volumetrica interna di questo edificio ci riporta al modello di “piramide inversa” che è uno dei tratti tipici dell’architettura urbana indiana: lo svuotamento progressivo dei volumi, dal basso verso l’alto, garantisce una forte interazione tra l’aria esterna e l’interno della casa, facilitando la ventilazione naturale. L’edificio è dunque un organismo “respirante”, organizzato distributivamente intorno alle due corti interne, le quali forniscono a tutti gli ambienti, anche se distanti dalla facciata, la possibilità di un affaccio con conseguente ventilazione. Haveli (Abitazione urbana borghese) Ubicazione: Jaisalmer (Rajasthan, India) Data di costruzione: XVIII secolo Tipologia: Abitazione urbana Elementi costitutivi: Edificio costruito su quattro piani. Due corti interne: una dal pianoterra, una dal terzo piano. Riferimento bibliografico / iconografico: R. REWAL, An Indian Portfolio: Jaisalmer, in "Mimar" n. 20, apr. - giu. 1986. 172 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: L’apertura dei volumi in altezza appare qui legata direttamente alla presenza di molteplici corti centrali. Ciascuna corte causa uno svasamento nella struttura costruita, legando direttamente i corpi di fabbrica all’aria aperta. Il ridotto spessore dei corpi di fabbrica, generalmente limitato a due ambienti, rende possibile il riscontro di aria da un lato all’altro, facilitando così la ventilazione naturale delle stanze. Procedendo verso l’alto, si trovano anche qui le terrazze che, sulla copertura, vanno parzialmente sostituendo gli ambienti chiusi. Presentandosi anche in questo caso la forte variabilità dell’uso degli ambienti nel corso della giornata o delle stagioni, riscontriamo il sistema di fruizione dinamica che abbiamo già trovato in altri esempi presentati. Palazzo di Rao Bahadur Seth Sobhagmall Ubicazione: Ajmer (Rajasthan, India) Data di costruzione: 1760 Tipologia: Palazzo in contesto urbano Elementi costitutivi: Struttura costituita da cinque corpi di fabbrica, ciascuno con una propria corte interna, sistema intorno ad una grande corte-piazza centrale. Edificio con tre facciate su strada. La facciata sud è occupata da botteghe. Riferimento bibliografico / iconografico: O. REUTHER, Indische Paläste und Wohnhäuser, Leonhard Preiss, Berlin 1925. 173 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: Questo haveli di Ahmedabad mostra buona parte dei caratteri ricorrenti dell’architettura domestica tradizionale del Gujarat. La costruzione intelaiata in legno obbliga ad una certa regolarità nella distribuzione degli ambienti, e permette l’avanzamento della facciata procedendo dal basso verso l’alto tramite piccoli aggetti. Anche in questo caso si vuole sottolineare lo svasamento del volume costruito, la progressiva crescita dello spazio vuoto procedendo dal basso verso l’alto. Gli ambienti abitativi sono disposti intorno al chowk, e vengono ventilati dall’effetto camino che si instaura nel piccolo cortile, le cui proporzioni favoriscono il movimento ascensionale dell’aria. Come nella maggior parte degli altri casi presentati, le terrazze piane vengono utilizzate, nelle stagioni calde, per dormire a diretto contatto con il cielo e con i venti freschi. Haveli (Abitazione urbana borghese) Ubicazione: Ahmedabad (Gujarat, India) Data di costruzione: XVIII secolo Tipologia: Abitazione urbana Elementi costitutivi: Edificio con struttura prevalentemente in legno. Tamponature in mattoni e malta. Corte centrale a tutta altezza. Un solo fronte stradale. Riferimento bibliografico / iconografico: O. REUTHER, Indische Paläste und Wohnhäuser, Leonhard Preiss, Berlin 1925. 174 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: L’edificio qui illustrato, ubicato a Lahore, l’antica capitale dello stato del Punjab, oggi in Pakistan, è costruito, come la maggior parte degli edifici della città, in mattoni rossi cotti. La particolarità di questa casa dalle modeste dimensioni è la sua suddivisione funzionale, che comporta anche un preciso funzionamento microclimatico. Gli ambienti abitativi si trovano al pianoterra, disposti intorno al chowk, la corte centrale. Il piano superiore è invece quasi totalmente occupato dalla terrazza, presentando solamente due strutture, corrispondenti alla cucina ed alla stanza per la servitù. La corte centrale, che scende sino al pianoterra, è collegata alla terrazza sovrastante, immettendo all’interno della casa l’aria esterna, assicurando allo stesso tempo idonea ventilazione e protezione dall’irraggiamento solare. Lo schema di progressivo svuotamento dei volumi viene così realizzato contestualmente alla creazione di una grande terrazza che serve per le lavorazioni domestiche e possibilmente anche come spazio dormitorio per la stagione estiva. Il particolare interesse di questo esempio risiede nella sua perfetta organizzazione all’interno di un volume dalle dimensioni ridotte, con vantaggi non indifferenti Abitazione urbana nell’ambito del controllo del microclima interno. Ubicazione: Lahore (Punjab, Pakistan) Data di costruzione: XVIII secolo Tipologia: Abitazione urbana Elementi costitutivi: Edificio costruito su due piani. Due lati affacciano sulla strada. Copertura a terrazza. Riferimento bibliografico / iconografico: O. REUTHER, Indische Paläste und Wohnhäuser, Leonhard Preiss, Berlin 1925. 175 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: L’haveli qui rappresentato, costruito da Shamsuddin Adenwala, ricco mercante di Vadodara, intorno al 1880, è uno dei più grandi edifici residenziali conservati in questa città. Inserito tra due strade, una principale ed una secondaria, si trova all’interno di una sequenza di case in linea, con le quali condivide i due lati lunghi. La corte principale, di grandi dimensioni, è separata dalla strada da un corpo di fabbrica particolarmente stretto; la corte interna, più piccola, serve per l’areazione delle zone abitative. Da sottolineare in questo caso un certo grado di apertura delle strutture al pianoterra, una specie di ‘piano libero’ che favorisce la ventilazione da una corte all’altra, areando così gli ambienti intermedi. Come nella maggior parte degli edifici di questa tipologia, lo spazio della casa è suddiviso in zone semi-pubbliche e zone private: la corte maggiore è aperta ai visitatori, e dà loro accesso agli ambienti destinati al loro ricevimento collocati nel corpo principale della casa; la corte piccola invece separa gli ambienti pubblici da quelli privati, e arieggia le stanze della famiglia, che sono collocate sul retro del fabbricato. Casa Shamsuddin Adenwala Anche in questo caso, la forte intersezione tra i volumi costruiti ed il vuoto delle corti aumenta la ventilazione naturale, all’interno dell’edificio. Ubicazione: Vadodara (Gujarat, India) Data di costruzione: 1880 Tipologia: Abitazione urbana Elementi costitutivi: Edificio con due corti centrali, una di grandi dimensioni ed una seconda piccola. Struttura in legno. Riferimento bibliografico / iconografico: B. V. DOSHI, Vohra Houses in Gujarat, in "Environmental Design", n. 0, 1984. 176 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: Il Palazzo di Rao Bahadur Seth Sobhagmall costituisce, a causa delle sue dimensioni, una specie di piccolo agglomerato urbano autosufficiente. Gli spazi aperti, che sono modulati in stretta sintonia con il costruito, rendono l’alternanza di pieno e vuoto che si riscontra usualmente nei tessuti urbani tradizionali. L’edificio, che verso l’esterno presenta un numero molto limitato di aperture, mentre si apre generosamente verso le corti interne, espone all’aria aperta una superficie molto maggiore di quella del suo solido di inviluppo. Sfruttando l’orientamento e le conseguenti zone di ombra, si costituiscono numerosi ambienti, caratterizzati da diversi gradi di apertura verso l’esterno, che mantengono temperature notevolmente al di sotto della temperatura ambientale esterna. La presenza delle corti, piantumate con diversi tipi di vegetazione, assicura la presenza di ombra, l’abbassamento di temperatura delle pareti non esposte al sole, nonchè un certo grado di umidificazione costante grazie al verde e all’uso di fontane, lavacri ecc. La vita della casa si svolge dunque, in sincronia con la variazione della temperatura esterna, negli ambienti che in ciascun momento presentano le condizioni Palazzo di Rao Bahadur Seth Sobhagmall microclimatiche ottimali. Le corti servono ovviamente anche come spazi centrali per la socializzazione; talune sono destinate alla servitù ed alle lavorazione domestiche (preparazione dei cibi, lavori di lavanderia ecc.), mentre altre, riservate alla famiglia, sono strutturate come Ubicazione: Ajmer (Rajasthan, India) Data di costruzione: 1760 Tipologia: Palazzo in contesto urbano Elementi costitutivi: Struttura costituita da cinque corpi di fabbrica, ciascuno con una propria corte interna, sistema intorno ad una grande corte-piazza centrale. Edificio con tre facciate su strada. La facciata sud è occupata da botteghe. Riferimento bibliografico / iconografico: O. REUTHER, Indische Paläste und Wohnhäuser, Leonhard Preiss, Berlin 1925. 177 giardini (‘bagh’), e offrono la possibilità di una fruizione della casa che intersechi spazi interni ed esterni. Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: Il Divetia Haveli di Ahmedabad mostra diverse delle caratteristiche ricorrenti nell’architettura domestica tradizionale indiana. In particolare il chowk, il cortile interno, è il centro simbolico e funzionale della casa, rappresentando il grembo materno che accoglie coloro che la abitano. Come già sottolineato, la funzione di ventilazione e di ombreggiatura riveste fondamentale importanza. Ahmedabad, inoltre, presenta un clima secco: pertanto le attività che si svolgono nel cortile, molte delle quali comportano l’uso di acqua (lavanderia, lavorazione dei cibi ecc.) contribuiscono ad umidificare l’aria, abbassandone pertanto la temperatura. L’evaporazione dell’acqua dal pavimento sottrae ad esso calore nel passaggio di fase; l’edificio funziona dunque secondo un ciclo naturale che inserisce ciascuna attività in una dinamica atta a ottimizzare le condizioni ambientali e microclimatiche. Gli ambienti circostanti il chowk, i quali essendo prevalentemente aperti usufruiscono della ventilazione e di un grado di ombreggiatura ancora maggiore, sono quelli che vengono utilizzati nei mesi estivi. Nei mesi invernali vengono invece sfruttate le Divetia Haveli (Abitazione urbana borghese) stanze all’interno della casa, ambienti che riescono a mantenere con minori variazioni le condizioni termiche. Ubicazione: Ahmedabad (Gujarat, India) Data di costruzione: XVIII secolo Tipologia: Abitazione urbana Elementi costitutivi: I due fronti minori prospettano sulla strada; il due maggiori sono confinanti con altri edifici. Corte interna. Costruzione con struttura in legno. Riferimento bibliografico / iconografico: V. NANDA, Urbanism, Tradition and Continuity in Ahmedabad, in "Mimar" n. 38, mar. 1991. 178 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: A Kuwait City, nonostante la rapidissima crescita urbana degli anni ’70-’80, sono conservati numerosi palazzi risalenti al XIX secolo costruiti secondo tipologie tradizionali. L’esempio presentato, uno dei più grandi edifici borghesi della città, costruito da un ricco mercante, conserva tre corti interne, sulle quali affacciano gli ambienti abitativi (‘iwan’). Mentre le facciate sulla strada mostrano pochissime aperture, per questioni legate all’introspezione dall’esterno così come alla protezione dall’irraggiamento solare, in corrispondenza delle corti interne lo spazio fluisce liberamente dalla zona verde all’interno della casa, facilitando il ricambio d’aria. Gli ‘iwan’, i quali, trovandosi nella fascia interna, sono arretrati rispetto alla zona soleggiata, godono di una temperatura notevolmente più bassa rispetto all’ambiente esterno. L’ombreggiatura delle corti è garantita, oltre che dai cornicioni aggettanti, anche dalla presenza di verde. Nella corte est, in particolare, il grande albero garantisce la protezione dai raggi del sole, e aumenta il grado di umidità dell’aria. Casa Al-Ghanim Ubicazione: Kuwait City (Kuwait) Data di costruzione: XIX secolo Tipologia: Palazzo in contesto urbano Elementi costitutivi: Edificio con tre corti interne. Tre latti sono prospicienti la strada, un quarto confina con un’altra costruzione. Riferimento bibliografico / iconografico: H. AL-HABAR, Traditional Kuwaiti Houses, in "Mimar", n.13, lug. - set. 1984. 179 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: Come in tutte le zone desertiche del pianeta, dal Sahel, all’Arizona, al deserto peruviano o all’area mesopotamica, anche in India si è sviluppato una prassi costruttiva che utilizza il cosiddetto ‘adobe’, ossia mattoni di terra crudi intonacati con malte a base di terriccio e leganti occasionali (colle animali o altro). Le costruzioni in adobe si sono dimostrate particolarmente adatte ai climi desertici per diversi motivi: a) facilità di costruzione con i soli materiali disponibili, senza la necessità di particolari lavorazioni; b) la ridotta necessità di praticare aperture, al fine di ostacolare l’ingresso di venti caldi e polverosi, si accorda con la difficoltà di questa tecnica costruttiva all’apertura di vani; c) il clima secco del deserto consente una durata lunghissima delle strutture. La casa rurale qui esposta, che esemplifica la tipologia costruttiva del deserto del Gujarat, anche se non esaurisce le innumerevoli varianti che riscontrano in altre zone del Subcontinente o in aree diverse dello stesso deserto, mostra alcuni dei tratti fondamentali: a) il muro perimetrale, al quale vengono addossate le diverse costruzioni facenti parte della casa; b) la corte centrale, che serve per tutte le attività domestiche; c) il limitatissimo numero di aperture Casa in adobe nel deserto verso l’esterno presenti sulle case. A differenza degli altri esempi forniti al fine di esemplificare la funzione termica della corte centrale, precipuamente legata alla ventilazione e all’ombreggiatura, in questo caso va osservato che le mura perimetrali e l’apertura dei corpi di fabbrica solamente verso Ubicazione: Bhadka (Gujarat, India) Data di costruzione: sconosciuta Tipologia: Abitazione rurale (deserto) Elementi costitutivi: Costruzione in terra cruda; tre piccoli corpi di fabbrica sono raccolti intorno ad una corte centrale, delimitata da un muro che impedisce l’introspezione. Le coperture sono in legno e paglia. Riferimento bibliografico / iconografico: K. JAIN, Mud Architecture of the Indian Desert, AADI Centre, Ahmedabad, 1992. 180 l’interno servono per riparare la casa dai venti desertici, i quali, oltre a rimuovere la poca umidità presente nel terreno, trasportano grandi quantità di polvere e sabbia. Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: Il bungalow qui presentato, che mostra, nel corpo di fabbrica destinato agli spazi abitativi, un’impostazione canonica, presenta la peculiarità della corte centrale chiusa sul lato posteriore dal corpo dei servizi e delle stanze per la servitù. Il piccolo giardino centrale che ne risulta è attraversato da una pensilina, destinata a proteggere il collegamento tra le due parti della casa (è infatti da sottolineare che le cucine sono ubicate, nella maggior parte dei casi, nell’ala dei servizi, senza la possibilità di raggiungerle con un percorso coperto). Il colonnato disposto sul lato della casa padronale prospiciente la corte ombreggia gli ambienti interni; il porticato di collegamento ripara dal sole il giardino interno, mantenendo bassa la temperatura. La probabile presenza di verde nella corte contribuisce ad impedire l’irraggiamento solare eccessivo. Infine, l’esiguo spessore del corpo di fabbrica permette un’agevole ventilazione naturale degli ambienti interni. La sala centrale dell’edificio padronale, presumibilmente costruita su due altezze, facilità il passaggio dell’aria e la ventilazione. Bungalow Ubicazione: India Data di costruzione: ca. 1920 Tipologia: Bungalow Elementi costitutivi: Avancorpo prospieciente la strada. Corpo retrostante destinato alla servitù. Corte centrale chiusa tra i due corpi di fabbrica e da mura laterali. Porticato colonnato, pensilina di collegamento tra i due corpi di fabbrica. Riferimento bibliografico / iconografico: M. DESAI - M. DESAI, The Adaptation and Growth of the Bungalow in India, in "Environmental Design", n. 15-16, 1995. 181 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: L’ospedale qui presentato, che costituisce uno dei monumenti più celebri della Zanzibar coloniale, mostra una singolare integrazione tra temi tipologici derivanti dall’occidente europeo e consuetidini costruttive dell’area subtropicale. La corte centrale, che serve da bacino di ventilazione, distribuisce allo stesso tempo gli ambienti al pianoterra: pertanto, al fine di evitare il passaggio allo scoperto in caso di pioggia, dispone di una copertura che impedisce l’accesso delle acque meteoriche. Questo sistema, che si riscontra frequentemente anche nelle zone umide dell’area indiana, permette di mantenere la funzione di ventilazione della corte centrale anche nelle stagioni piovose. Nel caso dell’ospedale, costruito dalle autorità europee, le esigenze igieniche devono essere particolarmente salvaguardate: la ventilazione risulta essere quindi di fondamentale importanza, e non solamente per il controllo della temperatura all’interno dell’edificio. Ospedale Ubicazione: Zanzibar (Tanzania) Data di costruzione: 1899 Tipologia: Ospedale Elementi costitutivi: Edificio con corte centrale costruito su tre piani. Distribuzione degli ambienti tramite disimpegni intorno alla corte. Riferimento bibliografico / iconografico: S. BATTLE, Zanzibar Revisited, in "Mimar" n. 41, dic. 1991. 182 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: La villa Bouassida a Cartagine, risultato dell’ampliamento di una villa presistente a opera del maestro tunisino Ben Miled, oltre a costituire uno dei più noti manifesti dell’anti-avanguardismo che in quegli anni interessò molta della produzione architettonica a livello internazionale, ci permette di osservare con estrema precisione la tipologia del colonnato. Oltre a fornire un chiaro riferimento di carattere classicista, legato strettamente al patrimonio archeologico presente nella città ove questa villa sorge, il colonnato - veranda svolge un importante ruolo di mitigazione dell’irraggiamento solare sulla facciata esposta a meridione. Ricalcando fedelmente gli avanzamenti ed arretramenti della facciata, il porticato separa il piano inferiore dall’esposizione alla luce del sole, permettendo nello stesso tempo la ventilazione degli ambienti interni. Forse uno dei temi più importanti nell’architettura classica, il colonnato ha sempre rivestito, ad esempio anche nelle costruzioni religiose dell’induismo e del giainismo, un’importanza non secondaria nella creazione di spazi a temperatura intermedia, destinati alla fruizione riparata dal sole. Nelle applicazioni a scala Villa Bouassida, Tarek Ben Miled ridotta, come in questo caso, la ‘doppia facciata’ che così si forma contribuisce a migliorare le condizioni microclimatiche dell’interno dell’edificio. Ubicazione: Cartagine (Tunisia) Data di costruzione: 1922 Tipologia: Villa suburbana Elementi costitutivi: Riferimento bibliografico / iconografico: B. BRACE TAYLOR, Rethinking Colonial Architecture, in "Mimar", n.13, lug. - set. 1984. 183 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: Il bungalow qui presentato, collocato in una non meglio identificata località indiana, costituisce una delle innumerevoli variazioni che questa tipologia sviluppò nel corso del suo periodo di maggiore fioritura. Mentre la distribuzione degli ambienti al piano terra segue uno degli schemi canonici, ossia un grande spazio centrale circondato dalle zone abitative sia diurne che notturne, il primo piano, che di fatto costituisce uno spazio del tutto indipendente e accessibile tramite una scala esterna, presenta un unico ambiente, corrispondente allo spazio centrale sottostante, ma circondato sui quattro lati da un ampio porticato, la cui copertura identifica anche il volume del pianoterra. Questa grande veranda, fruibile dal reading room che si trova al primo piano, oltre a presentare condizioni di fruizione senz’altro gradevoli, evita l’irraggiamento della copertura dell’abitazione: si tratta quindi di uno spazio ventilato, che contribuisce a mantenere entro limiti ragionevoli la temperatura all’interno della casa. Bungalow Ubicazione: India Data di costruzione: ca. 1920 Tipologia: Bungalow Elementi costitutivi: Edificio su due piani e con strutture annesse per la servitù. Al piano terra: zona diurna e notturna; al primo piano: grande ambiente a doppia altezza accessibile solo dall’esterno e porticato su quattro lati. Riferimento bibliografico / iconografico: M. DESAI - M. DESAI, The Adaptation and Growth of the Bungalow in India, in "Environmental Design", n. 15-16, 1995. 184 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: L’ospedale di Zanzibar, già presentato, illustra anche l’utilizzo che nell’architettura coloniale si fece di porticati. Questo tipo di struttura assolve ad un’ampia gamma di compiti: a) ombreggiatura della facciata b) protezione dell’ingresso degli edifici dalle intemperie c) aumento della ventilazione trasversale dell’edificio. Nel caso qui proposto, che rappresenta anche uno dei più raffinati edifici della Zanzibar coloniale, il colonnato è costituito da una struttura in legno, la cui decorazione, insieme a quella della facciata prospiciente la strada, testimoniano della felice integrazione che in talune occasioni si ebbe tra le capacità artigianali delle popolazioni locali e le architetture progettate - come in questo caso - da architetti occidentali. Il colonnato, uno dei riferimenti classici per eccellenza e pertanto tema prediletto dagli architetti che lavoravano nelle colonie, viene investito - nel suo duplice ruolo di elemento formale - decorativo e sistema “bioclimatico” - di un profondo significato e importanza. Ospedale Ubicazione: Zanzibar (Tanzania) Data di costruzione: 1899 Tipologia: Ospedale Elementi costitutivi: Edificio con corte centrale costruito su tre piani. Distribuzione degli ambienti tramite disimpegni intorno alla corte. Riferimento bibliografico / iconografico: S. BATTLE, Zanzibar Revisited, in "Mimar" n. 41, dic. 1991. 185 Appendice 1 Analisi delle tipologie ambientali nel contesto di riferimento Descrizione: Il bungalow qui riportato, che mostra una distribuzione interna legata ai canoni di centralità e simmetria tipici di questo tipo edilizio, presenta particolare motivo di interesse per l’ampiezza e profondità del porticato collocato sulla facciata sud dell’edificio. Oltre a coprire l’intera larghezza del corpo di fabbrica, provvedendo dunque ad ombreggiare tutto il prospetto proteggendolo dall’irraggiamento solare, questo bungalow mostra inoltre una veranda che si estende, dalla facciata prospiciente il giardino, per diversi metri verso il lato posteriore del lotto. Questa veranda, che funge da pertinenza per gli ambienti abitativi interni, ed in particolar modo per la grande sala centrale a doppia altezza, garantisce la presenza di una zona a temperatura intermedia che permette una più efficace ventilazione dell’interno dell’edificio. Bungalow Ubicazione: India Data di costruzione: sconosciuta Tipologia: Bungalow Elementi costitutivi: Edificio a pianta simmetrica. Ampio colonnato sulla facciata sud prospiciente la strada. Riferimento bibliografico / iconografico: M. DESAI - M. DESAI, The Adaptation and Growth of the Bungalow in India, in "Environmental Design", n. 15-16, 1995. 186 Appendice 2 ESEMPI NEI DI EDIFICI SOSTENIBILI PAESI INDUSTRIALIZZATI Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 Progettista: Heinz Wondra, Graz, Austria Ubicazione: Graz, Austria Data di costruzione: 1998 Tipologia: Residenza unifamiliare Sistemi attivi: Sistemi passivi: Strutture termoattive; serra esposta a sud Materiali e componenti: Struttura in CLS / legno; tamponature in legno; infissi in alluminio / legno Altro: Basso impatto sull’ambiente naturale circostante Riferimento bibliografico / iconografico: www.archinform.de; Materiale iconografico fornito dai progettisti. La casa progettata da Heinz Wondra a Graz propone un'architettura sobria e poetica, priva di inclinazioni formali stravaganti e dalle linee nette e precise, mostrando attenzione nella realizzazione materiale e nella costruzione del dettaglio architettonico, come per accertarsi della qualità finale dell'oggetto, dalla composizione complessiva sino alla conformazione degli arredi. Questa impostazione, comune a molta architettura dell'Europa centrale, tende alla semplificazione degli spazi e volumi a favore di una maggiore indagine sul disegno minuto e costruttivo; di questa corrente si possono rintracciare le radici sino a Ludwig Mies van der Rohe, anche se negli ultimi anni molti architetti tedeschi, austriaci e svizzeri hanno dato prova di saper gestire con intelligenza e raffinatezza il processo che porta alla costruzione di oggetti tettonicamente ordinati e rigorosi. Il volume della villa è geometricamente essenziale, riducendosi ad un prisma che interseca il pendio che scende dalla strada verso il giardino. Questo corpo si adagia sul terreno senza modificarlo nella sostanza, occupando la fascia laterale a nord dell'area e lasciando libera la rimanente zona verde. La disposizione di aperture e vetrate sui quattro lati del volume è determinata dall'esposizione: il prospetto a sud è prevalentemente trasparente, mostrando un loggia aggettante al piano superiore, funzionante anche come serra; il lato ovest, sul quale è collocata una terrazza esterna al volume, perde completamente la sua qualità opaca a favore di una trasparenza che si estende per tutta la facciata; il prospetto nord e quello est sono invece opachi, l'uno per ridurre le perdite termiche sull'esposizione più fredda, l'altro per escludere l'introspezione dalla strada, creando, tramite una parete in cemento armato ostinatamente opaca, un senso di difesa quasi alla maniera delle mura medievali. La continuità spaziale ottenuta sui due lati "aperti" della villa si ripropone anche al suo interno, dove la distribuzione viene determinata dal corridoio addossato al lato nord, mentre tutti gli ambienti abitativi sono disposti lungo la facciata meridionale aperta. Per non occludere la continuità interna si è optato per delle pareti divisorie la cui altezza non giunge sino al soffitto, migliorando così anche le possibilità di ventilazione naturale della casa. Al piano superiore, che corrisponde con la quota della strada, sono situate tutte le stanze da letto e gli ambienti di soggiorno; al piano inferiore troviamo la stanza per i bambini, mentre la parte posta sull'estremità occidentale del volume ospita uno studio a doppia altezza che usufruisce della grande vetrata che dà sul giardino. 188 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 Il funzionamento termico della loggia posta a sud è molto semplice. In inverno i vetri scorrevoli vengono chiusi, dando luogo al riscaldamento per effetto serra. Il calore accumulato nella massa d'aria viene trasferito all'interno della casa per convezione naturale aprendo le porte finestre dei singoli ambienti. Il sole basso invernale entra fino al fondo della casa, riscaldando direttamente per irraggiamento. Infine, i larghi setti in cemento che ritmano la facciata accumulano a loro volta calore e non essendo termicamente isolati lo cedono verso l'interno con un ritardo di fase studiato per coincidere con le ore notturne: quando dunque non c'è riscaldamento per irraggiamento, è la struttura portante a riscaldare l'interno della casa. In estate la loggia viene invece completamente aperta, sovrapponendo a due a due i vetri scorrevoli a sud e ovest. Così facendo, la serra non più chiusa viene ventilata, riducendo drasticamente l'accumulo di calore. L'ultima parte della copertura, aggettante rispetto alla parete interna della casa, ombreggia la struttura in calcestruzzo, riparandola dai raggi del sole estivo alto: viene dunque impedito che le pareti si surriscaldino cedendo il calore all'interno. 189 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 Autore: Ernst Michael Jordan, St. Valentin, Austria Ubicazione: Krems, Austria Data di costruzione: 1999-2000 Tipologia: Residenza unifamiliare Sistemi attivi: Collettori solari termici ad aria Sistemi passivi: Serra orientata a sud; ventilazione naturale interna; condotto di ventilazione sotterraneo Materiali e componenti: Struttura portante in CLS e pietra naturale; serra con struttura in legno Altro: Circolazione di aria calda in sistema ad ipocausto Riferimento bibliografico / iconografico: Renovation 3/2000; Materiale iconografico fornito dai progettisti. La casa progettata da Jordan mira a porsi come prototipo di quell'architettura "solare" che mira al massimo sfruttamento delle risorse energetiche fornite dal sole stesso. Tale impostazione è riconoscibile innanzi tutto nell'impianto geometrico dell'edificio, che è composto da due volumi separati. L'uno, rivolto verso la strada, riprende il filo dell'urbanizzazione esistente e si inserisce discretamente nel contesto della periferia cittadina; l'altro, chiaramente orientato verso sud, è un prisma vetrato di grandi dimensioni, orientato per captare la maggiore quantità possibile di radiazioni solari. I due volumi sono disassati per consentire alla serra esposta a sud di ottenere un allineamento perfetto. Il prisma vetrato funge, come di consueto, da serra ed accumulatore di calore. Sul colmo del prisma inserita una fila di collettori solari ad aria, che alimentano l'intero impianto termico della casa, basato per l'80% sul calore prodotto da questo sistema di collettori. All'impianto posto sulla copertura è abbinato una massa di accumulo in blocchi in calcestruzzo, i quali immagazzinano il calore prodotto dai collettori. L'aria che funge da vettore energetico, una volta ceduto il calore alla massa di accumulo, viene rimessa in circolo e rientra nei pannelli collettori. L'intero sistema di riscaldamento della casa è basato sul movimento dell'aria: l'intera struttura è caratterizzata dalla presenza di ipocausti, simili a quelli utilizzati nelle strutture termali romane, che consentono la conduzione del calore tramite l'aria in tutte le zone della casa. I pavimenti galleggianti e le pareti con intercapedine costituiscono una specie di fodera continua che isola gli ambienti interni dallo spazio esterno. Tramite uno scambiatore di calore posto nella zona della massa di accumulo, l'aria calda viene utilizzata anche per la produzione di acqua calda sanitaria. 190 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 Nella stagione calda, il sistema di riscaldamento ad ipocausti viene alimentato non più dai collettori ad aria ma dall'aria proveniente dall'esterno che viene precondizionata dal passaggio attraverso un condotto sotterraneo lungo 40 metri, che ne porta la temperatura a 18°C costanti, sensibilmente inferiore rispetto a quella esterna. Se a questo si aggiunge in raffreddamento delle strutture murarie durante la notte, si ottiene come risultato che durante il giorno la temperatura può essere mantenuta entro limiti di comfort senza l'utilizzo di sistemi di condizionamento. Al fine di mitigare il guadagno energetico estivo, è stata predisposta la possibilità di montare dei sistemi di ombreggiatura avvolgibili; inoltre, un pergolato antistante il volume vetrato potrà fornire, con il tempo, un ulteriore sistema di ombreggiatura naturale. Un problema consistente per la specificità costruttiva di questo edificio consiste nel rischio che il grande volume vetrato provochi fenomeni di abbagliamento che possano risultare pericolosi per la circolazione del traffico nella città sottostante la collina su cui sorge la casa. Dopo una serie di simulazioni si è però giunti alla conclusione che i fenomeni di abbagliamento non dipendono necessariamente dalle dimensioni del corpo riflettente, bensì dall'orientamento: una finestra singolo può risultare pertanto altrettanto nociva di una grande superficie vetrata. La villa suburbana realizzata da Jordan, pur non brillando per le sue qualità più strettamente architettoniche, consegue, grazie alla collaborazione di numerosi sistemi attivi e passivi, un bilancio energetico nettamente positivo. 191 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 Progettista: Georg W. Reinberg, Vienna, Austria Ubicazione: Vienna, Austria Data di costruzione: 1997 Tipologia: Complesso residenziale Sistemi attivi: Impianto PV; collettori solari per la produzione di acqua calda sanitaria. Sistemi passivi: Serre orientate a sud; ventilazione naturale interna; condotto di ventilazione sotterraneo Il complesso residenziale della Sagedergasse sfrutta un lotto residuo molto stretto e profondo, incastonato tra una zona di abitazioni unifamiliari da un lato e di intensivi dall'altro. La situazione urbanistica non ottimale né per i collegamenti né per l'esposizione a sud è stata utilizzata come spunto per dare vita ad un'architettura dai volumi articolati, orientati in maniera da captare ottimalmente le radiazioni solari. Chiudendo l'affaccio settentrionale sulla strada con un corpo di grandi dimensioni, destinato ad ospitare un ufficio e fungente da filtro verso la strada, i quattro volumi arretrati si aprono nettamente verso sud tramite le ampie serre collocate all'ultimo piano. La forma geometrica delle serre, una porzione di cono tagliata e ruotata al fine di agire come un "cannocchiale solare", caratterizza fortemente la volumetria del complesso. Altro: Impianti di ventilazione naturale interni Questi corpi sono leggermente aggettanti e regolabili dagli utenti; utilizzo di materiali ad alta disassati da una rotazione verso sud per riciclabilità ricevere la massima insolazione minimizzando l'ombreggiatura. L'articolazione netta dei Riferimento bibliografico / iconografico: volumi è sottolineata anche dalla distinzione A. Gioli, Lezioni di Architettura Bioclimatica, per fasce orizzontali delle unità abitative, le cui Alinea, Firenze, 2000; Materiale iconografico dimensioni variano al fine di offrire una gamma fornito dai progettisti. ampia di tipologie agli acquirenti. Al fine di integrare spazi aperti e ambienti chiusi, le unità al pianoterra dispongono di piccoli spazi verdi sui due lati del lotto mentre gli alloggi ai piani superiori sono dotati di terrazze antistanti le serre. Materiali e componenti: Struttura in CLS; tamponatura in laterizi; infissi in legno È intorno a queste serre, elementi principali della composizione architettonica, che ruota il concetto energetico che sta alla base dell'edificio. Il "Wintergarten", ovvero "giardino d'inverno", uno dei più comuni sistemi di sfruttamento passivo dell'energia solare, funziona principalmente in base all'effetto serra che si verifica al suo interno. Le radiazioni solari a onde corte attraversano il vetro e scaldano la massa d'aria interna nonché le pareti; il calore che viene riemanato da queste a lunghezza d'onda più ampia, trova invece nelle superfici vetrate una barriera opaca, rimanendo intrappolato nella serra. Il funzionamento stagionale della serra ne consente un utilizzo durante la maggior parte dell'anno. Solo nelle ore notturne dei mesi più freddi la temperatura al suo interno cala tanto da renderla inabitabile. Nelle ore di sole invernale, invece, è uno spazio a temperatura intermedia che fornisce calore al resto della casa e può essere utilizzato normalmente. Lo scambio di calore avviene manualmente tramite l'apertura delle porte che collegano la serra al resto dell'appartamento, oppure automaticamente con un sistema di ventilazione meccanica a bassa velocità che assicura, grazie a termometri e sensori di CO2, la costante purezza dell'aria all'interno dell'abitazione. 192 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 In estate la serra viene ventilata con il controllo automatico di alcuni dei pannelli vetrati della facciata o la possibilità di apertura delle porte finestre che danno sull'esterno. Rimanendo aperta anche di notte, la serra cede all'esterno il calore accumulato durante il giorno, raffreddando le pareti che assorbono l'energia proveniente dall'interno dell'abitazione. Sulla grande vetrata sono inoltre applicabili degli avvolgibili che escludono l'ingresso di radiazioni solari nei giorni eccessivamente caldi. Il guadagno energetico della serra permette di ridurre nettamente i consumi per il condizionamento degli appartamenti, abbassando il fabbisogno medio a 18,4 kWh/m2, contro gli 80-100 delle abitazioni tradizionali. Risulta ovvio che questa riduzione permette un risparmio energetico tale da ammortizzare in tempi brevi l'investimento necessario per realizzare la struttura della serra ed il sistema di ventilazione. I canali di ventilazione naturale costituiscono il secondo sistema fondamentale per il condizionamento naturale dell'edificio. L'aria di immissione viene convogliata dall'esterno e precondizionata tramite un condotto sotterraneo, lungo 46 m, collocato a 1,5 m di profondità e con un diametro di 48 cm, il quale, trovandosi a temperatura costante di circa 21°C durante tutto l'anno, raffredda l'aria estiva e riscalda quella invernale. Qualora, anche dopo il transito nel condotto sotterraneo, l'aria di ricambio risulta ancora troppo fredda per essere convogliata direttamente negli ambienti, questa viene preventivamente riscaldata. L'aria esausta è aspirata attraverso gli ambienti umidi (bagni e cucine) degli alloggi e, prima di essere espulsa all'esterno, passa attraverso uno scambiatore di calore che ne trasmette l'energia termica all'aria fresca entrante. L'impianto di ventilazione naturale, controllato automaticamente, garantisce che la qualità dell'aria rimanga costantemente entro livelli di purezza e temperatura accettabili. Gli utenti hanno accesso alla taratura del sistema, potendo impostare i parametri secondo le proprie esigenze o disattivarlo totalmente durante i periodi di assenza. Grazie all'uso di ventilatori a bassa velocità, l'impianto risulta assolutamente silenzioso ed in generale il suo funzionamento non viene percepito dagli abitanti dell'edificio. In verticale, i condotti passano attraverso i consueti cavedi impiantistici; le tubature orizzontali sono invece alloggiate nei controsoffitti ispezionabili in corrispondenza di corridoi e servizi igienici. Il sistema per la produzione diretta di energia consiste nella grande copertura a collettori termici collocata sul volume nord del complesso. I collettori, che sostituiscono il normale manto di copertura, sono inclinati a 35° e coprono un'area di 56 m2, producendo in dodici mesi 408 KWh/m2, eliminando la necessità di apporti energetici ausiliari per il 64% dell'anno. Il calore prodotto viene immagazzinato in un accumulo di 1500 litri di acqua, il quale scambia l'energia con le tubature che riforniscono le abitazioni, fornendo acqua alla temperatura finale di 55°C. Per il tetto a collettori solari, i cui costi di impianto sono stati sostenuti da un finanziamento a fondo perduto erogato dalla Municipalità di Vienna, i tempi di ammortamento sono stati calcolati intorno ai quattro anni. Il sistema di collettori solari è integrato, sempre sulla copertura nord, da una superficie di 39 m2 di pannelli fotovoltaici che forniscono forza motrice per le funzioni non residenziali alloggiate in quello stesso volume. La copertura del corpo settentrionale è stata scelta per ospitare gli impianti di produzione attiva in quanto poteva essere inclinata verso sud: gli uffici sottostanti, infatti, non necessitando di illuminazione diretta dal sole, sono aperti verso nord, orientamento che fornisce luce diffusa più idonea per le attività lavorative. 193 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 Autore: Fink e Jocher, Monaco di Baviera, Germania Ubicazione: Coburg, Germania Data di costruzione: 1999 Tipologia: Complesso residenziale Il complesso residenziale a Coburgo concepito dallo studio monachese Fink + Jocher punta alla rilettura semantica delle ormai consolidate convenzioni proposte dalla pratica dell'architettura a basso consumo energetico. Rifiutando l'applicazione di una prassi a volte troppo caratterizzata, gli architetti propongono un impianto di grande chiarezza e rigore, integrando lo sforzo tecnologico necessario per il raggiungimento dell'efficienza energetica all'interno delle strutture concepite esclusivamente secondo le loro valenze estetiche. Sistemi attivi: Accumulatori di calore per riscaldamento acqua sanitaria Le diverse funzioni - statiche, energetiche, percettive vengono fuse insieme in pochi elementi, ad esempio il Sistemi passivi: Parete di accumulo all’interno setto portante collocato all'interno delle stecche come un'unica spina. Questo setto, oltre a fungere da struttura del corpo di fabbrica portante, costituisce, per tutta la lunghezza del corpo costruito, un accumulatore di calore, trovandosi Materiali e componenti: Struttura portante in direttamente esposto a sud, ricevendo dunque CLS; rivestimento in legno / TWD; blocchi di l'insolazione massima. Necessariamente, la sua funzione accumulo in pietra calcarea consiste anche nel trasferire tale calore dalla porzione Altro: Pannelli colorati per l’accumulo del calore meridionale dell'edificio a quella esposta a nord, supplendo così all'assenza di insolazione di quel lato. Riferimento bibliografico / iconografico: Detail 3/1997; Materiale iconografico fornito dai Un approfondimento tipologico di notevole interesse consente di sfruttare nel migliore dei modi questa progettisti. disposizione degli spazi interni, rendendo possibile per ciascun ambiente il raggiungimento di un optimum termico anche in assenza di insolazione diretta. La facciata esposta a nord, così come la copertura lievemente inclinata, sono corredate da un consistente strato di isolamento termico, di spessore pari a 20 cm, tale da risolvere da solo la dispersione termica in quella direzione. La facciata sud è invece rivestita con pannelli in TWD (Transparente Wärmedämmung, ovvero materiale isolante traslucido), che permette, anche nelle porzioni non vetrate, un accesso consistente di luce naturale. La qualità ambientale che viene ottenuta grazie a questo espediente è di alto livello, soprattutto se considerata la destinazione di edilizia economica degli edifici. Oltre al setto centrale che funge da accumulatore, un secondo elemento che assume molteplici valenze tecnologiche è costituito dalle masse di accumulo poste sulla facciata meridionale dietro allo strato di isolamento trasparente, che trasferiscono il calore da esse catturato ad una massa posta nel basamento dell'edificio. In questo elemento, composto di blocchi in calcare, ha luogo lo scambio di calore che permette il riscaldamento dell'acqua 194 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 sanitaria. Una particolare attenzione è stata posta nello studio architettonico e tecnologico dei corpi scala, i quali, al fine di risparmiare sui consumi energetici, non vengono riscaldati; per consentire comunque un accumulo di energia sufficiente, questi sono stati dipinti in colori scuri, e sono stati eliminati gli spessori destinati all'isolamento acustico, i quali producono inevitabilmente un isolamento termico. I corpi scala sono termicamente sganciati dal corpo principale, per evitare che si formino dei ponti termici tra ambienti riscaldati e altri a temperatura intermedia. Lo studio dei colori è stato affrontato con un doppio fine: da un lato caratterizzare i singoli corpi di fabbrica, distinguendoli tra di loro, dall'altro sfruttando la saturazione cromatica dei colori primari per ottimizzare l'assorbimento di calore. Integrando una griglia di colori con le superfici degli edifici, si riesce ad ottenere il doppio risultato di differenziare i blocchi e migliorarne il comportamento termico. È in questo risultato che può essere evidenziata la linea di ricerca seguita per giungere alla realizzazione di questo complesso residenziale: creando un edificio apparentemente costruito secondo tecniche tradizionali, eppure ben inserito nell'ambito dell'edilizia ad alta efficienza energetica, grazie ad una riduzione dei consumi pari al 40% che porta il valore annuo a 42 kWh/m2a. E questo risultato rientra però nella costruzione di un complesso dalle caratteristiche architettoniche di alto livello. 195 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 Progettista: Petzinka Pink Architekten, Düsseldorf, Germania Ubicazione: Düsseldorf, Germania Data di costruzione: 1996 - 1997 Tipologia: Edificio per uffici Sistemi attivi: Sistemi passivi: Corridoio di ventilazione in facciata; ventilazione trasversale attraverso l’atrio Materiali e componenti: Struttura in CLS / acciaio; Infissi in acciaio / legno; frangisole in alluminio; elementi di ventilazione inseriti nel sistema di facciata Altro: Riferimento bibliografico / iconografico: Baumeister 12/1997; Materiale iconografico fornito dai progettisti. In quest’opera, il controllo delle qualità ambientali degli spazi lavorativi, nonché la riduzione dei consumi energetici, sono affidati al sistema di doppia facciata che riveste le due torri laterali. Sul lato esterno è collocato uno strato di vetro semplice da 12 mm con sostegni puntuali; procedendo verso l'interno si incontra il corridoio intermedio di ventilazione, largo 90 cm, infine lo strato interno, costituito da infissi in legno con doppi vetri. All'interno del corridoio sono alloggiate dei frangisole in alluminio a controllo manuale, posti in prossimità del lato esterno per evitare che cedano all'interno, per irraggiamento, il calore accumulato tramite le radiazioni solari. L'apertura degli infissi interni è libera e può essere compiuta dai singoli utenti degli uffici. Il sistema di ventilazione della doppia facciata funziona per piani: nella parte corrispondente al solaio la facciata vetrata viene interrotta da una fascia alta 60 cm che alloggia una bocca di ventilazione. Attraverso quest'elemento l'aria entra all'interno del vano di ventilazione, da dove può essere immessa all'interno degli ambienti. L'aria esausta viene invece espulsa da analoghe bocche di ventilazione poste in corrispondenza del solaio superiore. Per evitare che si creino ricircoli di aria usata, le bocche di immissione ed emissione sono collocate, in verticale, secondo un ordine sfalsato: pertanto gli assi modulari alternano bocche di entrata e di uscita. Integrando dunque i due dispositivi in un unico elemento ripetuto, si sono abbattuti i costi di produzione industrializzata. Mentre i singoli piani vengono separati orizzontalmente e non danno luogo a effetti camino, in direzione 196 Appendice 2 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati orizzontale i corridoi di ventilazione sono invece continui; per evitare che la velocità dell'aria al loro interno superi la soglia del comfort, questi vengono interrotti dalle scale antincendio, e terminano in corrispondenza dell'intersezione con l'atrio centrale. Il sistema a "doppia pelle" mette dunque in contatto gli ambienti interni con l'aria esterna, evitando al contempo che pressioni troppo alte e venti influiscano negativamente sull'interno. L'immissione è regolata dalle stesse bocche di ventilazione, che sono dotate di un diaframma che ne consente la chiusura automatica, pilotata dal sistema centralizzato di controllo delle condizioni meteorologiche. Un ulteriore vantaggio offerto dalla doppia facciata riguarda l'isolamento acustico: essendo lo Stadttor collocato a cavallo di una strada intensamente trafficata, le condizioni acustiche di picco sono molto al di sopra degli standard accettabili. Grazie ai due strati della facciata le vibrazioni vengono però ricondotte entro limiti consoni alla normativa e anche in caso di apertura delle finestre interne, i rumori provenienti da un ambiente non vengono trasmessi a quelli adiacenti con intensità troppo elevate. In questo edificio, dunque, il consumo energetico viene sostanzialmente ridotto tramite l'uso della ventilazione naturale resa possibile dal complesso sistema a doppia facciata. Gli impianti di condizionamento, pur presenti sotto forma di un soffitto attrezzato con condotti di aria calda e fredda attivabili dai singoli utenti, vengono utilizzati in misura molto contenuta: in seguito al monitoraggio delle prestazione termiche dell'edificio realizzato, l'impianto di riscaldamento entra in funzione per circa tre o quattro settimane corrispondenti al periodo più freddo dell'anno, essendo la maggior parte del calore necessario al condizionamento invernale derivato dall'effetto serra che si verifica all'interno della doppia facciata. 197 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 Progettista: Herzog e Partner, Monaco di Baviera, Germania Ubicazione: Hannover, Germania Data di costruzione: 1995 - 1996 Tipologia: Padiglione fieristico Sistemi attivi: Sistemi passivi: Ventilazione naturale trasversale; illuminazione naturale diurna controllata Materiali e componenti: Struttura in acciaio; tamponature in legno / vetro speciale a bassa emissività / pannelli compositi; griglie per il controllo dell’illuminazione diurna Il padiglione, noto come "Halle 26", è un edificio fortemente caratterizzato dalle sue valenze tecnologiche. Impostato su un sistema costruttivo altamente industrializzato, mostra una sintassi linguistica chiara, permettendo l'immediata lettura del suo funzionamento statico: ogni elemento costruttivo è progettato con attenzione, nell'intento di esprimere anche nei singoli dettagli l'impostazione tecnicistica di base. Il linguaggio è derivato dalle grandi strutture industriali e dall'architettura dei ponti, con riferimenti chiari anche a molti degli hangar e padiglioni che hanno segnato l'evoluzione delle grandi coperture leggere del ventesimo secolo. Le condizioni funzionali poste alla base della progettazione hanno comportato la scelta obbligata di talune soluzioni, legate prevalentemente alla tipologia strutturale, che deve necessariamente permettere la massima flessibilità della pianta liberandola dagli appoggi intermedi. Si è così scelta una copertura in acciaio sospesa, suddivisa in tre campate di grande luce e ancorata a quattro serie di "cavalletti", determinando un sistema strutturale ripetuto di grande chiarezza. Le altezze sono state dettate da precise esigenze funzionali: mentre quella minima è legata ai sistemi espositivi ed ai veicoli da trasporto che devono poter transitare all'interno, Riferimento bibliografico / iconografico: T. Herzog, Die Halle 26 für die Deutsche Messe l'altezza massima è studiata per sfruttare le differenze di quota al fine di generare moti di ventilazione naturale. AG in Hannover, Prestel, Monaco, 1996; L'intero padiglione è, infatti, concepito non tanto in base alle Materiale iconografico fornito dai progettisti. sue specificità distributive, essendo queste variabili a seconda della natura delle attività che si svolgono al suo interno, quanto come "involucro climatico luminoso", che permette quindi la libera fruizione dello spazio in qualsiasi condizione atmosferica. Il fine principale del progetto è dunque quello di realizzare un "contenitore" che permetta il controllo delle condizioni ambientali al suo interno, tenendo conto allo stesso tempo dell'esigenza fondamentale di ridurre i consumi energetici legati al riscaldamento, raffreddamento e illuminazione artificiale. Altro: Ottimizzazione dei flussi di aria trattata La riduzione dei consumi per il condizionamento viene ottenuta sfruttando in buona parte i moti convettivi naturali che si verificano all'interno del padiglione. Mentre le facciate laterali sono prevalentemente vetrate, la copertura rimane quasi completamente opaca per ridurre l'apporto energetico per irraggiamento nella stagione calda. La facciata rivolta a sud è dotata di lamelle frangisole fisse, orientate per escludere l'irraggiamento estivo. In corrispondenza del colmo dei cavalletti portanti vengono aperte delle bocche di ventilazione, utilizzate per espellere l'aria esausta dall'alto. L'immissione di aria di ricambio, operata tramite un sistema di ventilazione meccanica, con o senza preventivo condizionamento, avviene attraverso tre tunnel trasparenti a sezione triangolare di grande dimensione, con bocche di uscita collocate a 4,70 m di altezza rispetto alla quota del pavimento e orientate verso il basso. La scelta di rialzare questi condotti trasparenti è legata all'esigenza di poter realizzare una pavimentazione che possa, in qualsiasi punto, 198 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 sostenere carichi fino a 10 tonnellate, picco che si raggiunge in occasione di taluni allestimenti particolari. Di conseguenza non si sono potuti alloggiare condotti di ventilazione al di sotto della quota pavimento, se non nelle due fasce ubicate sotto ai cavalletti. Ciononostante, la differenza di quota di 25 metri tra il condotto di immissione e le bocche di espulsione favorisce il movimento d'aria per effetto camino: tale fenomeno viene incrementato dall'inserimento, al di sopra del colmo, di un alettone continuo sagomato aerodinamicamente che assolve alla doppia funzione di proteggere il vano di ventilazione dall'ingresso dell'acqua e di favorire, tramite la differenza di pressione tra le sue facce superiori e inferiori, il richiamo dell'aria esausta verso l'esterno dell'edificio. Questi alettoni, del tutto simili ai flaps degli aerei, sono orientabili per consentire l'ottimizzazione del funzionamento del sistema a seconda della direzione e la velocità del vento. Nei periodi caldi, la ventilazione naturale viene anche attuata attraverso l'apertura di parti delle facciate vetrate sui lati corti del padiglione: l'azione del vento contribuisce ad alimentare il moto naturale interno all'edificio. Rispetto ai sistemi convenzionali di condizionamento, questa configurazione permette una maggiore separazione tra l'aria di ricambio e quella usata: dalle bocche di ventilazione l'aria viene immessa verso il basso e risucchiata dall'alto per il tiraggio dell'effetto camino. Gli studi condotti in fase progettuale sul sistema di ventilazione sono stati effettuati sia su un modello in scala ridotta, che è stato testato nel tunnel del vento, sia tramite simulazioni numeriche su computer. Grazie alle ottimizzazioni consentite dai dati di simulazione, l'efficienza del sistema è tale che tutti i consumi energetici sono estremamente ridotti rispetto a edifici con sistemi di condizionamento tradizionali: l'apporto per la ventilazione meccanica è ridotto a circa il 50%, mentre, a seconda dei mesi, le quantità di energia utilizzate per il riscaldamento ed il raffreddamento oscillano tra il 20 ed il 65% dei consumi standard. Il sistema di illuminazione naturale sfrutta ampiamente l'intradosso della copertura come superficie di diffusione e riflessione della luce. L'illuminazione eccessiva da sud viene schermata quasi completamente, impedendo che si verifichino fenomeni di abbagliamento; viene invece privilegiato l'ingresso di luce diffusa dalle superfici vetrate orientate a nord, in prossimità delle quali la copertura curva è dotata di elementi specchianti atti a diffondere maggiormente la luce entrante. In corrispondenza del punto più basso della curva della copertura una fascia di rivestimento opaco viene sostituita da elementi a vetrocamera contenenti una griglia metallica che diffonde i raggi solari schermando allo stesso tempo le radiazioni termiche, un componente costruttivo brevettato da Herzog stesso e utilizzato anche in altri suoi edifici. Grazie a questo accorgimento la parte più bassa dello spazio interno, che rischierebbe di essere soffocata dalla copertura, viene illuminata naturalmente. L'intero edificio gode quindi di illuminazione naturale diffusa, con un notevole risparmio nei consumi di energia elettrica. I sistemi artificiali sfruttano le stesse superfici riflettenti della luce diurna, eliminando anche in questo caso i fenomeni di abbagliamento e diminuendo il calore irradiato verso il basso. 199 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 Il progetto messo a punto dagli architetti giapponesi in collaborazione con il committente, uno dei maggiori fornitori di Autore: Nikken Sekkei, Tokyo, Giappone gas naturale, insiste sulla rielaborazione delle consuetudini costruttive che portano a grandi consumi energetici. Sulla base Ubicazione: Yokohama, Giappone di un modello di simulazione disegnato per prendere in considerazione la totalità dei consumi energetici, i progettisti Data di costruzione: 1996 hanno rielaborato, passo dopo passo, tutti quegli ambiti che comportano la maggiore incidenza sul bilancio energetico Tipologia:Edificio per uffici complessivo. Da queste analisi è emerso che l'80% dei consumi negli edifici per uffici tradizionali sono riconducibili al Sistemi attivi: condizionamento degli ambienti ed all'illuminazione artificiale. Sistemi passivi: Torre di ventilazione; sistemi di Pertanto, i maggiori sforzi progettuali sono stati concentrati sull'ottimizzazione del daylighting e della ventilazione naturale obreggiatura e daylighting degli spazi. Materiali e componenti: Struttura portante in CLS / legno lamellare; vetro a bassa emissività Le strategie adottate per la normalizzazione dei consumi sono state di tre tipi: con vetrocamera in argon - adozione di un alto grado di automazione dell'edificio al fine di minimizzare i consumi in quelle ore del giorno durante le quali Altro: determinate porzioni non venivano utilizzate; - utilizzo di un "nucleo ecologico" destinato a consentire il flusso Riferimento bibliografico / iconografico: d'aria e, allo stesso tempo, a fungere da nodo distributivo per Space Design 1/1999; Materiale iconografico tutto il complesso; fornito dai progettisti. - rivisitazione delle tecniche costruttive tradizionali giapponesi, nello specifico dei componenti utili all'ottimizzazione del benessere degli utenti. Questo approccio, applicato all'intero ciclo vitale dell'edificio, ha portato alla scelta di una gamma di materiali con alto grado di riciclabilità, vetri a bassa emissività per impedire l'eccessivo guadagno solare attraverso la grande serra orientata a sud, l'adozione di infissi particolarmente idonei alla conservazione del calore ecc. Il sistema di ventilazione naturale si avvale della presenza di due camini di ventilazione: uno, costituito come una vera e propria "torre del vento", l'altro sfruttando la presenza di un corpo scale all'estremità dell'edificio opposta alla torre stessa. Il moto ascensionale provocato dall'effetto di tiraggio provoca un movimento naturale dell'aria che può essere regolato tramite l'apertura e chiusura di diaframmi posti alla sommità dei vani di ventilazione. In fase progettuale, è stata presa in considerazione la variabile relativa alla velocità dell'aria all'interno dell'edificio con il fine di garantire un limite massimo di comfort. Il grande atrio centrale a doppia altezza, che viene utilizzato come condotto di ventilazione longitudinale e, metaforicamente, associa a questo il movimento degli utenti stessi, è realizzato anche 200 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 con l'intento di affidargli i compiti statici imposti dalla rigidissima normativa antisismica presente in Giappone. Laddove nella consuetudine costruttiva i nuclei rigidi degli edifici vengono realizzati con procedimenti a tunnel che li rendono delle vere e proprie scatole chiuse, in questo contesto lo si è liberato dall'opacità del calcestruzzo per ottenere le medesime caratteristiche in uno spazio sostanzialmente aperto e libero alla ventilazione. L'illuminazione naturale dello spazio viene garantita da un sistema di riflessione che conduce dalla facciata all'interno, permettendo di avere livelli sufficienti di luminosità anche negli spazi lavorativi più arretrati rispetto alla facciata. Le due facciate a nord e sud, essendo estensivamente vetrate, permettono di sfruttare ampiamente la luce solare; nelle giornate eccessivamente calde vengono invece ombreggiate con sistemi di lamelle in alluminio, e i doppi vetri a bassa emissività, con vetrocamera riempita di argon garantiscono un limitato guadagno termico. La reinterpretazione dei sistemi costruttivi tradizionali giapponesi si riferiscono ai seguenti elementi: - engawa: veranda, tradotta nel grande atrio vetrato destinato alla ventilazione e a favorire l'interazione umana; - hisashi: "mensole di luce", ovvero elementi che ombreggiano le finestra ridirigendo la luce diffusa verso l'interno degli ambienti; - sudare: schermi fitti, simili alla mushrabiya dell'architettura islamica, che permette la diminuzione dei livelli di illuminazione pur mantenendo la vista dell'esterno. Nel complesso, gli accorgimenti adottati nelle fasi progettuali di questo edificio permettono una riduzione complessiva del 45% sui consumi energetici, fornendo uno spazio lavorativo con qualità ambientali accortamente studiate e senz'altro maggiori rispetto alla media degli spazi per il terziario. 201 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 Progettista: Helmut Richter, Vienna Ubicazione: Vienna Data di costruzione: 1991 - 1994 Tipologia: Edificio scolastico Sistemi attivi: Sistemi passivi: Ventilazione naturale trasversale Materiali: Struttura in CLS / Acciaio; tamponatura in pannelli sandwich; vetri speciali a bassa emissività; avvolgibili per l’ombreggiamento Altro: Sfruttamento dell’inerzia termica del terreno Riferimento bibliografico / iconografico: www.archinform.de; Materiale iconografico fornito dai progettisti. La scuola sul Kinkplatz viene attraversata dalla luce, che rende vibratili le superfici interne, modulandole tramite i contrasti tra buio e luce nonché il gioco delle ombre. Uno dei tratti più caratteristici delle costruzioni high-tech, ossia la prevalenza di superfici trasparenti rispetto a quelle opache, viene quindi posta alla base dell'intero concetto spaziale dell'edificio. L'articolazione volumetrica della scuola si basa sulla contrapposizione netta tra i due grandi volumi cuneiformi che occupano la facciata a sud, ospitando rispettivamente l'atrio e la palestra, e le tre stecche rettangolari con orientamento nord - sud nelle quali sono alloggiate le aule. I volumi sono incernierati sui due lati di un corpo centrale distributivo che disimpegna le diverse funzioni della scuola. Sui lati nord ed ovest, alle estremità dei volumi delle aule e di distribuzione, quattro corpi scala vetrati di grandi dimensioni assicurano la presenza delle vie di fuga: la lieve rotazione di questi solidi semicilindrici rispetto alle stecche, nonché il contrasto tra l'opacità degli uni e la trasparenza degli altri, rendono la volumetria più articolata e dinamica. Rinunciando ad una composizione unitaria, Richter affronta i singoli volumi dell'edificio per parti, distinguendoli sia nel lessico geometrico che in quello dei materiali. I due grandi piani inclinati a sud sono totalmente vetrati, sulla copertura così come sui lati; i volumi delle aule mostrano un rapporto opaco - trasparente più bilanciato, data l'esigenza di poter controllare il flusso luminoso all'interno delle aule. Anche il sistema costruttivo è sostanzialmente diverso: mentre i corpi vetrati sono realizzati con strutture in acciaio, ridotte alle minime sezioni grazie all'uso di tiranti e tensori, le aule vengono costruite con un sistema a elementi prefabbricati in calcestruzzo ed un rivestimento a pannelli sandwich con finitura esterna in lamiera grecata, utilizzando elementi di provenienza marcatamente industriale. Una cospicua porzione dell'edificio è posta al di sotto del livello stradale, a quote comprese tra i -4 ed i -7 metri, da un lato per ridurre l'impatto visivo esterno, dall'altro per fornire ad alcune funzioni ambienti più protetti e meno interessati dall'illuminazione naturale. La modulazione visiva di questi ambienti, anch'essi attentamente studiati nei loro parametri cromatici, contrasta nettamente con il carattere di "serra" dell'ingresso e della palestra. La transizione da uno spazio all'altro evidenzia, anche all'interno, la voluta disomogeneità dell'edificio. 202 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 Le problematiche tecnologiche connesse con la realizzazione di un'opera di queste dimensioni e complessità sono naturalmente notevoli; va aggiunto che la volontà di dare vita ad un'architettura che si lasci attraversare liberamente dalla luce implica la necessità di risolvere le questioni relative ai guadagni termici causati dall'effetto serra. Necessariamente, per controllare i parametri di progettazione, sono state attuate numerose simulazioni su computer, finalizzate a fornire parametri previsionali riguardanti le qualità termiche dei materiali. Le grandi coperture vetrate, totalizzando un'area di 1550 m2, ricevono giornalmente in estate circa 350 kW di energia radiante dal sole. Dovendo intervenire contro l'ingresso di questa grande quantità di calore, è risultato evidente agire sulla qualità del vetro utilizzato per il glazing dei volumi meridionali. Poste come condizioni di contorno una temperatura esterna di 30°C ed una interna massima di 27°C, si è dato avvio ad una serie di simulazioni atte a determinare le conseguenze dell'applicazione di alcuni tipi di vetro a bassa emissività. A parità di coefficiente globale di trasmissione di energia, la combinazione che consente il maggiore passaggio di luce, come risulta dai dati sperimentali, consiste in un triplo vetro, dotato di una pellicola protettiva trasparente sul lato inferiore della lastra esterna. È così possibile assicurare il passaggio del 47% della luce, riducendo al 29% il guadagno energetico totale. La lastra inferiore, inoltre, viene serigrafata sul 30% della sua superficie, ulteriormente riducendo il coefficiente di trasmissione energetica al 21%. La composizione chimica dei vetri utilizzati comporta l'acquisizione di un leggero colore verde acqua, il quale reagisce positivamente con i cromatismi primari delle superfici interne della scuola. I dati di simulazione hanno però evidenziato anche che la sola copertura vetrata, nonostante le ottimizzazioni, non è in grado di garantire il contenimento delle temperature massime nei giorni più caldi: a tale scopo sono stati istallati dei sistemi di ombreggiatura riflettenti, che escludono, se necessario, l'ingresso di luce. Il controllo della purezza e del ricambio d'aria è delegato al sistema di ventilazione, che sfrutta un metodo misto meccanico - naturale. Il moto convettivo spontaneo è favorito dall'apertura di bocche di ventilazione in corrispondenza della gronda e del colmo della copertura vetrata, dando luogo ad un effetto camino che aumenta la circolazione naturale dell'aria. Le bocche vengono lasciate aperte anche durante le notti estive, raffreddando il volume d'aria riscaldatosi durante il giorno. La ventilazione meccanica funge da sostegno a quella naturale, immettendo aria dal basso, preraffreddandola, quando necessario, alla temperatura di 18°C. Benché quest'operazione comporti un consumo di energia, il drastico risparmio sul riscaldamento invernale, sostituito quasi completamente dal guadagno permesso dall'effetto serra, sposta il bilancio energetico nettamente verso il risparmio. 203 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 Progettista: Nikos Fintikakis, Atene, Grecia Ubicazione: Thera, Santorini, Grecia Data di costruzione: 1994 - in corso Tipologia: Copertura per sito archeologico Sistemi attivi: Sistemi passivi: Raffreddamento adiabatico; ventilazione trasversale notturna; aperture per l’illuminazione naturale controllata Materiali e componenti: Struttura reticolare spaziale in acciaio con sostegni in CLS; copertura in terra di riporto e legno; lamelle di controllo dell’illuminazione diurna Altro: Sfruttamento dell’inerzia termica del terreno circostante; restituzione della morfologia originale del pendio Riferimento bibliografico / iconografico: T. Herzog, Solar Energy in Architecture and Urban Planning, Prestel, Monaco, 1996; Materiale iconografico fornito dai progettisti. Sull'isola di Santorini, nell'arcipelago delle Cicladi, è attualmente in corso di realizzazione un intervento di notevole portata innovativa, poiché propone una gamma di soluzioni in grado di rispondere a non pochi dei problemi citati. Nell'ambito di un progetto finanziato dall'Unione Europea si sta operando il recupero del sito miceneo di Akrotiri, realizzando nuovi percorsi per i visitatori e sostituendo la copertura esistente con una di nuova concezione, finalizzata alla protezione dei reperti, lo sfruttamento di energie rinnovabili per il condizionamento interno e l'illuminazione, nonché per il risanamento dell'assetto paesaggistico. La nuova copertura proposta dal gruppo guidato da Fintikakis accorpa in sé molteplici valenze. In primo luogo la funzione protettiva, che esclude l'irraggiamento solare, le cui frequenze ultraviolette sono dannose per i pigmenti degli affreschi. La riduzione dell'escursione termica, inoltre, garantisce un migliore stato di conservazione di tutti i materiali. L'esclusione degli agenti atmosferici, infine, impedisce il dilavamento delle patine superficiali. Le acque meteoriche vengono raccolte, tramite delle canalette, in apposite cisterne collocate ai lati del complesso, per essere successivamente riutilizzate per i servizi igienici del piccolo centro visitatori posto all'ingresso del sito archeologico. La seconda funzione della copertura consiste nella possibilità di controllo del microclima interno agli scavi, i cui valori di temperatura ed umidità possono essere limitati entro parametri consoni alle esigenze di conservazione. Di riflesso, anche il comfort dei ricercatori e visitatori beneficia della mitigazione delle alte temperature estive. Inoltre, la copertura viene utilizzata per ricostituire artificialmente in profilo della collina sbancata durante gli scavi archeologici. Il sistema portante in acciaio, adattandosi alla leggera pendenza, viene coperto con la terra di origine vulcanica estratta in passato dagli scavi. Il terriccio, oltre a fungere da isolante termico naturale, viene piantumato con la flora locale, resistente alle alte temperature ed alla siccità. Il perimetro dell'area archeologica viene marcato da semplici muri in pietrame a secco che segnano il percorso esterno. 204 Appendice 2 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati La struttura portante è basata su di un sistema reticolare spaziale con nodi di tipo sferico. Questa tipologia, benché richieda la realizzazione di una piastra resistente di grande spessore, risolve il delicato problema del posizionamento dei pilastri, in quanto questi possono essere spostati liberamente al fine di non interferire con i reperti a terra. I piloni sono fondati con palificazioni al fine di minimizzare l'area di interferenza con il terreno. L'uso di un sistema modulare garantisce inoltre la facile sostituibilità dei componenti, facilitando la manutenzione della struttura. Lungo la pendenza del sito vengono impostati tredici archi reticolari di dimensione variabile, legata anche questa al variabile posizionamento delle strutture portanti. All'aumentare della luce media, cambiano anche le altezze della piastra reticolare: nelle campate più lunghe è a tre strati, mentre in quelle più corte a due. Indipendentemente da questa eterogeneità dimensionale l'estradosso della copertura ripete a distanza costante l'andamento dello scavo, riproponendone la leggera pendenza all'esterno, seguendo anche il declivio naturale. Le partizioni che vengono ricoperte con la terra proveniente dalle aree circostanti sono scandite dalla presenza di lunghe fessure trasparenti rivolte verso nord. Questi sistemi costituiscono il centro dell'impianto tecnologico che permette lo sfruttamento di energia passiva per il condizionamento e l'illuminazione dello spazio interno. Il daylighting funziona secondo un principio molto semplice: le aperture sono rivolte a nord, permettendo pertanto l'ingresso di luce diffusa senza che ciò comporti guadagni energetici eccessivi. Delle lamelle in legno regolano l'afflusso lumino, il quale viene integrato, quando risulta necessario, da sistemi artificiali. Il sistema di raffreddamento passivo agisce sfruttando le aperture di illuminazione come bocche di ventilazione. Attraverso di esse viene espulsa l'aria esausta, sostituita da quella proveniente dall'esterno che viene preventivamente raffreddata tramite un sistema adiabatico di umidificazione. A seconda dello stato dell'aria interna e di quella esterna vengono azionati diversi sistemi che permettono l'utilizzo più efficace degli impianti di raffreddamento passivo. Durante la notte viene favorita la ventilazione naturale dall'esterno che riduce il calore accumulato durante la giornata. Il funzionamento dei sistemi di raffreddamento permette di mantenere, all'interno della copertura, una temperatura costantemente inferiore a quella esterna di 6°C, come è risultato dal monitoraggio del prototipo realizzato. Questa differenza termica permette una fruibilità confortevole anche nei periodi più caldi dell'anno, quando negli scavi la temperatura verrà comunque percepita come relativamente bassa. Utilizzando dunque pochissime risorse energetiche, è possibile controllare efficacemente il microclima all'interno dell'area degli scavi, ottimizzandolo in funzione delle condizione stagionali e delle esigenze di conservazione. 205 Appendice 2 Progettista: Jourda Architectes, Parigi, Francia Ubicazione: Herne - Sodingen, Germania Data di costruzione: 1995 - 1997 Tipologia: Complesso polifunzionale Sistemi attivi: Impianto PV in copertura; recupero gas da miniere inattive Sistemi passivi: Ventilazione naturale controllata; illuminazione diurna Materiali e componenti: Struttura portante in legno; tamponamento in vetro semplice; volumi interni in CLS alleggerito / legno; sistemi di controllo dell’illuminazione diurna attivabili dagli utenti Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Il Centro di formazione di Herne - Sodingen è concepito come un "involucro microclimatico": si tratta in sostanza di un contenitore neutro e teoricamente estensibile all'interno del quale sorgono, secondo una disposizione "urbanistica", i diversi corpi che ospitano le molteplici funzioni dell'edificio. Questo tipo di spazio richiama alla mente il Crystal Palace, anch'esso concepito come "contenitore", all'interno del quale l'architettura veniva costruita dagli allestimenti, gli stand e i padiglioni. L'involucro permette, con un esiguo uso di risorse energetiche, di ridurre l'influenza del clima esterno sul microclima interno, realizzando, secondo l'intenzione degli autori, una "traslazione climatica" che trasporta idealmente l'interno della copertura dalla Germania settentrionale alla Francia meridionale. Il grande involucro, elemento ad alto contenuto tecnologico, viene sovrapposto ai corpi interni, realizzati con tecniche costruttive più semplici, potendo trascurare buona parte degli accorgimenti normalmente necessari per proteggere gli edifici dall'ambiente esterno; infine, i due sistemi sono a loro volta sovrapposti all'elemento "naturale", la cui continuità viene simbolicamente rappresentata, all'interno dell'involucro, dalla ricca vegetazione mediterranea. La concezione olistica adottata sin dalla fase progettuale ha comportato una serie di scelte a varie scale, dai sistemi strutturali sino al tipo di vegetazione per il parco circostante l'edificio. Pur nell'ampiezza dell'intervento realizzato, la complessità globale è stata mantenuta entro limiti noti e pertanto almeno teoricamente controllabili. Nodo centrale dell'edificio è la struttura portante in legno. Semanticamente, la particolarità del sistema è data dall'utilizzo di un Altro: Utilizzo di vegetazione per linguaggio proprio delle costruzioni in acciaio traslato senza troppa l’ombreggiamento variazione nel legno, materiale "ecologico" per antonomasia. I grandi piloni sono realizzati con tronchi di pini di circa 130 anni di età Riferimento bibliografico / iconografico: provenienti da foreste della regione, abbattuti e preparati più di un Architecture Today 10/1992; Architectural anno prima della loro messa in opera. Montati su cerniere in acciaio Record 12/1999; Materiale iconografico fornito pressofuso, l'effetto finale è di una dai progettisti. peculiare contaminazione linguistica tra sistemi costruttivi di solito più nettamente separati. Le grandi travi che portano la copertura, così come i montanti del sistema di facciata, sono realizzati in legno lamellare; la struttura è irrigidita con tiranti. Le facciate vetrate sono realizzate predisponendo delle aperture per la ventilazione a diverse quote, necessarie per consentire il ricambio d'aria nelle stagioni calde. I vetri utilizzati sono singoli e di tipo ordinario, mentre l'ombreggiatura sul lato ovest viene realizzata tramite lamelle fisse e gli alberi piantati all'esterno: pur collocati ad una certa distanza, sono in grado di proteggere l'edificio dal sole basso, mentre in inverno, trattandosi di essenze caduche, i raggi solari passano attraverso i rami spogli e raggiungono la facciata. La copertura, con un'area di 12.600 m2, pone ovviamente problemi più complessi, dovendo essere in grado di contrastare l'ingresso di grandi quantità di energia incidenti sul piano orizzontale. L'ombreggiatura è realizzata prevalentemente dalle pannelli 206 Appendice 2 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati fotovoltaici semitrasparenti utilizzati al posto dei vetri, con una densità di celle opache compresa tra il 58 e l'86%. L'uso di questi componenti ottiene il doppio scopo di impedire l'ingresso di luce solare, riducendo l'abbagliamento, e di produrre forza motrice. Le superfici vetrate, inoltre, sono dotate di una pellicola trasparente che blocca l'ingresso di raggi ultravioletti. Il grado di opacità dei pannelli vetrati della copertura è stato studiato al fine di ottenere non tanto un livello omogeneo di illuminazione, quanto un pattern che non risultasse monotono. Il modello "cielo uniforme" è stato dunque sostituito da un altro che simulasse nella sostanza la presenza di nuvole. I pannelli opachi sono concentrati in corrispondenza dei corpi all'interno dell'involucro, mentre alla "strada" centrale viene riservata un'illuminazione più intensa. I volumi posti all'interno della "serra" sono concepiti con il fine principale di generare uno spazio a scala urbana, con una fruibilità estesa grazie alle più miti condizioni climatiche permesse dall'involucro. Per ottenere questo scopo iene dunque prestata attenzione alle prospettive, alla disposizione del verde, all'arredo urbano ed alla qualità delle pavimentazioni. La strada centrale viene adibita a spazio propriamente urbano, mentre le due fasce laterali rimangono in condizioni "naturali", favorendo la continuità con l'esterno. I volumi interni al grande involucro vetrato sono costruiti con tecniche semplici, basate prevalentemente su elementi prefabbricati in legno e calcestruzzo. L'inedita condizione "esterna - interna" di questi volumi ha portato all'elaborazione di alcune soluzioni innovative relative ad esempio al daylighting, regolabile dai singoli utenti tramite dei pannelli riflettenti posti in corrispondenza delle finestre degli ambienti. Il controllo del microclima interno viene attuato attivando sistemi complementari a seconda delle diverse stagioni. Il funzionamento invernale sfrutta prevalentemente l'effetto serra che si verifica all'interno dell'involucro per alzare la temperatura nella zona termica intermedia. Le strutture in calcestruzzo e la ghiaia, che costituisce buona parte della pavimentazione, accumulano calore, cedendolo nuovamente nelle ore notturne. L'aria di ricambio viene preriscaldata prima di essere immessa all'interno dell'involucro. Più complesso è il problema nelle stagioni calde. Per evitare il surriscaldamento del volume d'aria viene attivato un sistema di aperture sulle facciate e in copertura, facilitando così il movimento naturale dell'aria per effetto camino. La quantità di aperture attivate viene gestita da un sistema di sensori collegati ad un impianto computerizzato centrale che comanda i sistemi automatici di controllo. L'aria esausta viene espulsa dall'alto, mentre quella di ricambio entra attraverso delle tubature i cui terminali sono esterni, posti a circa 50 m dalla facciata: l'aria viene immessa in una zona d'ombra e passa in tubature sotterranee, dove cede buona parte del suo calore alle pareti circostanti. Al raffreddamento contribuiscono anche le specie vegetali presenti all'interno del volume nonché i corsi d'acqua e le fontane: umidificando l'aria si ottiene un abbassamento isentalpico della temperatura relativa. L'acqua piovana utilizzata per l'alimentazione dei canali e per l'irrigazione delle piante viene raccolta dalla copertura e immagazzinata in apposite cisterne sotterranee. La ventilazione dello spazio interno è dunque il metodo principale di raffreddamento, studiato tanto efficacemente da poter rinunciare completamente a condizionamenti artificiali. L'ottimizzazione del 207 Esempi di edifici sostenibili nei paesi industrializzati Appendice 2 sistema è stata resa possibile dalle simulazioni computerizzate, che hanno fornito importanti indicazioni riguardanti, tra l'altro, la disposizione e l'orientamento dei volumi interni che avrebbe favorito più efficacemente il movimento dell'aria. Nonostante le sue gigantesche dimensioni e la molteplicità delle funzioni che ospita al suo interno, attive praticamente 24 ore su 24, il complesso di Herne, tramite i sistemi di ventilazione naturale e di daylighting permette una riduzione consistente nei consumi energetici: la sola porzione relativa al condizionamento impegna il 23% di risorse in meno, con un conseguente abbassamento nelle emissioni di gas serra pari al 18%. Il consumo medio totale di energia è di 32 kWh/anno/m2. Inoltre, grazie ai cospicui investimenti compiuti dalle parti istituzionali, il complesso può essere definito come energeticamente autosufficiente: i sistemi fotovoltaici installati sulla copertura e sulla facciata sud, che per la loro estensione possono essere definiti come una vera e propria "centrale elettrica solare", producono all'incirca 750.000 kWh di forza motrice, con picchi registrabili di 1 MW. Questa quantità corrisponde a più del doppio dell'elettricità consumata dall'edificio; pertanto, l'eccesso viene in parte trasferito ad un sistema a batterie, che ne permette l'utilizzo nelle ore notturne, in parte ceduto alla rete elettrica comunale, dalla quale viene tratta l'energia necessaria per compensare i consumi nei periodi di scarsa produzione. Oltre ai sistemi fotovoltaici, nell'area circostante è stata costruita una piccola centrale elettrica a cogenerazione che viene alimentata dai gas provenienti dai pozzi della miniera in disuso: questa emette annualmente circa un milione di metri cubi di gas, costituiti per il 60% da metano. Evitando di disperdere queste esalazioni inquinanti nell'atmosfera, è stato realizzato un sistema di captazione delle esalazioni che filtra la componente di idrocarburi e la convoglia nella centrale, dove alimenta le turbine che producono elettricità e calore per il complesso. Nelle giornate nuvolose, con bassa pressione atmosferica, l'esalazione di gas aumenta: è dunque un sistema che si integra alla perfezione con i pannelli fotovoltaici, garantendo congiuntamente un apporto costante di energia. 208