SOLAR DECATHLON - USA - TU DARMSTADT - WWW.SOLARDECATHLON.DE
Parallelepipedo intelligente
Testo di Marco Imperadori
TU Darmstadt
Foto di TU Darmstadt e Simon Schetter
S
olar Decathlon è una prestigiosa manifestazione internazionale, che si
tiene a Washington D.C., dedicata a
progetti e prototipi di abitazioni innovative,
ad alta efficienza energetica e indipendenti
da fonti di energia fossile non rinnovabile.
L’edizione 2007, che metteva a confronto
lavori provenienti da università statunitensi,
canadesi, spagnole e tedesche ha visto primeggiare studenti, professori e tecnologie
(cotruttive e impiantistiche) della TU Darmstadt, con la divisione Energy-Efficient
Building Design, guidata da Manfred Hegger. Tutti i progetti, comparabili dimensionalmente, sono stati realizzati e posti a con42
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[Scuole e asili]
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speciali]
fronto sul suggestivo scorcio del Mall, che
culmina nell’imponente sagoma dell’obelisco, a pochi passi dalla Casa Bianca.
Il gruppo ha concepito un volume semplice e intelligente: un parallelepipedo di
legno con zone di vita e lavoro poste a sud
mentre la zona notte e servizi sono dislocate a nord. Molto interessante è la flessibilità spaziale, accuratamente progettata, che
amplifica le funzioni (cucina, soggiorno,
terrazzo, servizi) a seconda delle necessità differenti nell’arco della giornata. La
tecnologia costruttiva si basa sull’uso del
legno, proveniente da forestazione controllata e rigenerabile, utilizzato sia nelle por-
zioni portanti che nei tamponamento e in
parte nell’isolamento interno. Centrale è,
poi, l’utlizzo dell’energia solare a più livelli:
per produrre energia elettrica mediante
diversi tipi di pannelli fotovoltaici, come
complemento a una pompa di calore grazie
ai pannelli solari termici posti in copertura
e come irraggiamento diretto invernale attraverso le pareti trasparenti. Quest’ultimo
fenomeno viene attenuato in estate grazie
alle schermature orientabili (di lamelle di
legno) e al posizionamento di materiali a
inerzia termica artificiale programmabile,
Phase Change Materials (PCM), nell’involucro interno.
B
A
TU Darmstadt
A
TU Darmstadt
B
Pianta piano terra. Scala 1:100
LOCALIZZAZIONE:
WASHINGTON D.C., USA
PROGETTO ARCHITETTONICO
E TECNOLOGICO:
TU DARMSTADT, DIVISIONE
ENERGY-EFFICIENT BUILDING
DESIGN, IN COLLABORAZIONE
CON CARNAGIE MELLON
UNIVERSITY DI PITTSBURGH
COMMITTENTE:
SOLAR DECATHLON
COORDINAMENTO TECNICO:
MANFRED HEGGER
COORDINAMENTO OPERATIVO:
ANDREA GEORGI-TOMAS
(DIRECTOR), BARBARA
GEHRUNG, ISABELL
SCHAEFER
COLLABORATORI:
STUDENTI DELLA FACOLTÀ DI
ARCHITETTURA
TU DARMSTADT
PROGETTO STRUTTURE
D’ACCIAIO:
WOERNER, JOCHEN STAHL,
TU DARMSTADT
PROGETTO IMPIANTI
MECCANICI E IDRAULICI:
SATTELMAYER, MARKUS
SPINNLER, TU MUENCHEN
PROGETTO IMPIANTI
ELETTRICI:
HARTKOPF, JURGEN WOLF,
TU DARMSTADT
PROGETTO IMPIANTI SOLARI:
URSULA EICKER, HFT
STUTTGART
CONSULENZA
ELETTROTECNICA:
STUDENTI DELLA FACOLTÀ
DI INGEGNERIA ELETTRICA
TU DARMSTADT
CONSULENZA ENERGETICA
E SOLAR COOLING:
STUDENTI DELLA FACOLTÀ
DI INGEGNERIA CIVILE
UNIVERSITÀ HFT
DI STOCCARDA,
CONSULENZA IMPIANTI
MECCANICI E FOTOVOLTAICI:
STUDENTI DELLA FACOLTÀ
DI INGEGNERIA MECCANICA
TU DI MONACO DI BAVIERA,
SPONSOR PRINCIPALI:
BBT THERMOTECHNIK GMBH
(BOSCH GRUPPE), HOCHTIEF,
LUDWIG HAEUSSLER GMBH
PATROCINI:
BUNDESMINISTERIUM
FUER WIRTSCHAFT
UND TECHNOLOGIE;
BUNDESMINISTERIUM
FUER VERKEHR, BAU UND
STADTENTWICKLUNG; U.S.
DEPARTMENT OF ENERGY,
NATIONAL RENEWABLE
ENERGY LABORATORY
PERIODO DI PROGETTAZIONE:
2006
PERIODO DI COSTRUZIONE:
2007
AREA LORDA DI PAVIMENTO:
59 M2 CALPESTABILI;
LOTTO DI CONCORSO 74 M2
PREMI:
SOLAR DECATHLON 2007
COSTI:
XXX
TU Darmstadt
Sezione longitudianle AA. Scala 1:100
La cortina di frangisole
di lamelle di legno
che protegge le facciate
TU Darmstadt
Vista interna della zona giorno
[Residenze speciali]
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Involucro multistrato
TU Darmstadt
La casa traduce l’entusiasmo e le energie progettuali in una molteplicità di
raffinate soluzioni tecniche bene integrate sia dal punto di vista impiantistico che estetico.
L’edificio è concepito per strati in grado di fronteggiare le forzanti ambientali stagionali sia in termini volumetrici che superficiali. Una prima “pelle”
è totalmente esterna, disattivabile in inverno, ed è costituita da pannelli
frangisole di legno incernierati e impacchettabili a portafoglio. Le lamelle
brisesoleil di legno sono anche dotate di lamine fotovoltaiche e quindi proteggono dal sole e, al tempo stesso, producono energia nel periodo più caldo
dell’anno. La seconda “pelle” è rifinita di legno, isolata da pannelli vacuum
iperisolanti nelle porzioni opache, mentre, in quelle trasparenti, è costituito
da ampie vetrate, da pavimento a soffitto. Queste sono composte, verso
nord, da quattro vetri e tripla camera con gas nobili, mentre, verso sud, tre
vetri e doppia camera isolante.
La “pelle” interna è addirittura “attiva”, dotata di tecnologia invisibile,
grazie all’utilizzo di pannelli di gesso rivestito nobilitati dall’aggiunta,
nel nucleo, di Phase Change Materials (PCM). Si tratta di materiali a cambiamento di fase, con cui è possibile calmierare i picchi termici oppure
differirli, in grado di fornire inerzia termica artificiale programmabile con
un peso esiguo (15 mm di pannello, del peso simile a quello del gesso
rivestito ordinario, equivalgono alla capacità termica di 100 mm di calcestruzzo pieno e 120 mm di laterizio).
I divisori interni, così come i pavimenti, possono essere trasformati definendo uno spazio dinamico, dove l’uomo controlla la tecnologia (non viceversa)
e le funzioni spaziali. Le prestazioni invernali, affidate principalmente
all’isolamento termico, alla captazione solare e ai guadagni energetici inter-
La lamelle di legno dei panelli brise soleil
sono dotate di lamine fotovoltaiche
integrate
Simon Schetter
Velux Italia
Il sistema di raffrescamento
radiante a soffitto integrato
ai pannelli di PCM
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sul tetto piano, inclinati del 19 % e in grado di fornire 8,6 KWp, monocristallini traslucenti, inseriti in vetri multistrato in copertura, supportati da
fissaggi puntuali a spider, a protezione del portico a sud e moduli di silicio
amorfo integrati nei frangisole di legno che proteggono le facciate verticali e
forniscono complessivamente 2 KWp. Questi vengono orientati automaticamente da un sistema domotico in modo che i frangisole si comportino anche
da inseguitori solari e forniscano il massimo d’energia collegato all’ottimale
protezione solare estiva.
Tornato in Germania, l’edificio è stato esposto alla fiera DeuBau di Essen nel
gennaio 2008 per poi essere smontato, trasferito e rimontato nel Campus di
Darmstadt (dimostrando quindi anche i valori energetici legati al riutilizzo,
intrinseci alle tecnologie a secco). Attualmente è usato come laboratorio
avanzato dedicato alle tecnologie fotovoltaiche e alle connesse attività di
shared investments della comunità universitaria.
TU Darmstadt
ni, mostrano un fabbisogno inferiore a 15 KWh/m2anno che rientra nello
standard tedesco Passiv Haus (misurato mediante PHPP).
Per l’estate, al fine di prevenire il surriscaldamento, la facciata sud è protetta
da un portico aggettante, mentre le facciate sud, est e ovest sono circondate da una cortina di frangisole a lamelle orientabili di legno. L’interno è
raffrescato sia da ventilazione trasversale (configurazione aperta) che, nei
periodi più caldi e privi di oscillazioni tra giorno e notte o di brezze, da un
sistema di raffrescamento radiante a soffitto (configurazione chiusa), integrato ai pannelli con PCM, che sfrutta un processo di evaporative cooling
dislocato in copertura. In caso estremo, una pompa di calore, alimentata
dai pannelli solari termici, è in grado di fornire aria calda o fresca a seconda
della stagione. L’acqua calda è fornita da collettori solari piani e alimenta sia
i servizi che i pannelli radianti a pavimento disposti solo nel locale bagno.
I sistemi fotovoltaici utilizzati sono di diverso tipo: monocristallini disposti
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TU Darmstadt
TU Darmstadt
Sezione trasversale BB.
Scala 1:50
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