Studio Architettura Bioclimatica Archingegnobio

L'edificio così denominato, è stato progettato in seguito all'osservazione dei fenomeni naturali e dei criteri adottati dalla natura (nella sua complessità del mondo vegetale ed animale), traendo gli insegnamenti per un equilibrio simbiotico tra uomo e ambiente costruito. Utilizzando questo fondamentale contributo, si è pensato di rinterpretare e mettere in pratica, le caratteristiche geo-morfologiche, fisiche, di resistenza e difesa agli agenti atmosferici, proprie dell'uovo di struzzo, per trasferirle - con l'ausilio della tecnologia più aggiornata e dei materiali naturali - nella concezione di un nuovo "edificio bioclimatico", biocompatibile, a basso consumo energetico, escludendo l'impianto di riscaldamento e di condizionamento tradizionale e sfruttando le risorse ambientali, attraverso l'orientamento e la forma dell'edificio. Uovo di struzzo occhi di mosca La singolarità della forma di un uovo di struzzo, trova la sua ragione di essere nella difesa naturale alle condizioni climatiche esterne. Analizzando dettagliatamente l'aspetto formale e stereometrico, si può affermare che un edificio a sezione ellittica, ha le migliori caratteristiche per conservare il calore d'inverno e rimanere fresco d'estate. Questa convinzione è basata sul fatto che un edificio di questo tipo, combina il massimo volume utile, con la minima superficie esterna e offre la minima resistenza aerodinamica ai venti. Infatti, in tutte le latitudini, sebbene gli edifici allungati lungo l'asse est/ovest siano i più efficienti, il rapporto ottimale tra l'asse maggiore e l'asse minore dell'edificio, dipende dal clima. Nel caso specifico dell'italia, nei climi freddi, corrispondenti alle zone climatiche e ed f individuate dal d.p.r 412/93, è preferibile una forma compatta, che esponga la minima superficie esterna all'ambiente avverso. Inoltre, essendo l'involucro esterno strutturato con una maglia esagonale contenente un'ampia superficie vetrata, si è pensato di risolvere il problema della filtrazione dei raggi solari e della regolazione dell'intensità luminosa, con un altrettanto singolare sistema di difesa congegnato a somiglianza dell'occhio di mosca. Le caratteristiche di questo organo prevedono un doppio sistema di filtrazione e regolazione della luce, compatibile con la maglia strutturale. Accorpati alle superfici vetrate, si prevedono due esagoni concentrici funzionanti a doppio schermo, che permettono di selezionare, nelle stagioni e nelle diverse ore del giorno, i raggi di incidenza dell'energia solare. Strategie progettuali Affrontando la progettazione funzionale dell'edificio in termini di risparmio energetico, si è deciso di realizzare una maglia strutturale con scansioni trasparenti, che comprendono muri di trombe, alternate a scansioni integrate con pannelli solari fotovoltaici trasparenti. Questo sistema consente di raggiungere elevati livelli di efficienza energetica ma anche di protezione, dovuta ad una significativa inerzia termica. A complemento dei sistemi passivi (relativi alla captazione e alla schermatura dell'energia solare) e del fotovoltaico, sulla copertura dell'edificio, viene inserita una pala eolica ad asse verticale installata alla sommità del condotto di ventilazione naturale. L' aerogeneratore contribuisce sostanzialmente a produrre energia elettrica, mentre il condotto di ventilazione inserito in posizione baricentrica, assolve alla funzione di ventilazione naturale e di ricambio d'aria. Nel considerare l'efficienza edificio-impianto, si è pensato di installare un impianto che utilizzi l'energia geotermica del terreno circostante l'edificio, per rispondere integralmente alla necessità di energia termica e ottenere il confort ideale in tutto l'edificio. Riassumendo, la funzione fondamentale dell'involucro è quella di mediare le condizioni climatiche esterne, mentre gli impianti di riscaldamento e condizionamento (realizzati senza utilizzo di fonti energetiche di origine fossile) non vengono più considerati indispensabili per mantenere le condizioni di confort interno, ma come "ausiliari", cioè necessari solo quando l'edificio in sé, non è più in grado di garantire il benessere interno. Un nuovo concetto Lo stesso edificio è l'impianto. La progettazione di una struttura organica bioclimatica fa in modo che tutto il complesso abbia, già in sé, caratteristiche atte a garantire il fabbisogno di confort. L'architettura può aiutare la salute dell'uomo, partendo dall'analisi antroposofica dello spazio e seguendo i precetti della salutogenesi. Gli elementi di questo progetto che permettono tali contributi di salutogenesi sono: • il cavedio areato, allestito utilizzando piante dalle specifiche proprietà elettromagnetiche che influenzano, più o meno positivamente, ogni organo del corpo umano, con proprietà terapeutiche; • la particolare forma "antroposofica" permette di captare una nuova energia cosmica che crea le condizioni psico-spirituali armoniche per i fruitori; • la stessa forma dell'uovo permette una polarità di concentrazione che mette in relazione i fruitori dello spazio, incentivando l'attività lavorativa in senso collaborativo e stimolando il rendimento. In ultima analisi, una pratica progettuale olistica che si ispira al rispetto dell'uomo in senso fisico, psicologico e spirituale. Caratteristiche dell'edificio L'edificio prevede 7 piani fuori terra, una terrazza belvedere all'ottavo piano, (che serve anche alla manutenzione dei condotti di ventilazione e dei congegni della pala eolica) e un piano interrato, il tutto inserito in un contesto fondiario che prevede specchi d'acqua a sud e una consistente struttura del verde con siepi e alberi d'alto fusto a sud-est e sud-ovest, mentre a nord, nord-est e nord-ovest le alberature poste sopra dei rilevati in terra, hanno funzione di barriera frangivento e antirumore. Sempre a nord, all'esterno dell'edificio, è prevista un'area ricreativa, dedicata ad attività collettive (gioco bambini, tempo libero) in cui il confort estivo è garantito dall'ombreggiamento dell'edificio, e dalla presenza di due condotti, ricavati nelle scarpate frangivento, vettori naturali per masse d'aria fresca, con la funzione supplementare di collegamento tra la proprietà fondiaria e il contesto territoriale. Sempre all'interno dell'area ricreativa, è previsto un sistema di lampioni specchio, che (nel periodo invernale) migliorano il microclima, riflettendo i raggi solari. La prima particolarità della distribuzione interna nasce dalla creazione di un "muro termico d'acqua", in posizione baricentrica ed in corrispondenza del cavedio centrale aerato. Questo muro termico d'acqua viene usato come accumulatore di calore dei raggi solari (nel periodo invernale). La massa d'acqua riscaldata, contenuta nel muro, trasmette calore agli spazi adiacenti contribuendo al bilancio termico interno. Altra particolarità tecnologica è che i solai dei vari piani sono termo-attivi, cioè all'interno degli stessi corrono dei condotti di ventilazione, di aria calda e di aria fresca. L'aria fresca viene convogliata direttamente da prese d'aria collegate con il condotto principale di ventilazione naturale, mentre l'aria calda viene prodotta dalla pompa di calore geotermica, la quale - quando necessario - eroga anche aria fresca attivata. L'illuminazione artificiale svolge una funzione complementare alla luce naturale, filtrata in modo intelligente dagli elementi perimetrali vetrati, telescopici e dal cavedio centrale areato (pozzo di luce). Materiali impiegati per l'edificio La biocompatibilità è certificata dall'utilizzo di materiali naturali come ad es. Il legno lamellare per la maglia strutturale, i vetri basso-emissivi trasparenti per le finestre, fibra di legno, fibra di cellulosa, lana minerale (conforme alla circolare del ministero della sanità 15.03.2000), celenit e sughero per i pannelli isolanti termici e acustici, lattoneria in rame caratteristico dei sistemi telescopici di schermatura solare, cartongesso nei tamponamenti interni ed esterni, pietra da rivestimento per la facciata nord, nord/est, nord/ovest e/o spessore di terra armata in alternativa al rivestimento in pietra, materiali elettrici protetti da guaine speciali con disgiuntori di tensione. Il bilancio termico La progettazione di una struttura organica bioclimatica fa in modo che tutto il complesso abbia già in sé delle caratteriste intrinseche che consentono il massimo risparmio energetico. Scegliamo ipoteticamente milano come località di riferimento con i corrispondenti dati climatici: Gradi giorno: 2404 gg H s.l.m.: 122 m Zona climatica: e Latitudine nord : 45° 28' Longitudine: 9° 11' Temperatura esterna di riferimento: -5 c° Coefficiente di forma: s/v = 0,20 Le prestazioni energetiche dell'edificio vengono così ripartite: A) la superficie dell'impianto fotovoltaico (circa 150 mq) produce 10,00 kwh/mq B) la superficie con muri di trombe o miniserre producono un guadagno a sud = 2,50 kwh/mq Guadagno a s/e s/o = 1,50 kwh/mq C) la superficie del muro solare d' acqua produce 5,00 kwh/mq D) la pompa di calore geotermica necessita di 25,00 kwh E) il generatore eolico produce 3,00 kwh In ultima analisi possiamo affermare che il saldo tra l'energia consumata e quella prodotta dall'edificio si attesta su un valore hwb < 30 kwh/(mq*anno) superando ampiamente gli obiettivi che si prefigge la l.r. Lombardia 21 dicembre 2004 n° 39 sul risparmio energetico negli edifici.

L'idea progettuale prevede la demolizione di un capannone esistente di circa 320 mc, per una superficie utile di 80 mq e, recuperando gli stessi parametri, ricostruire un edificio con caratteristiche architettoniche e tipologiche, improntate al contenimento dei consumi energetici, all'utilizzo di materiali biocompatibili e - coprendo il nuovo edificio con del terreno seminato a prato - ottenere un gradevole e basso impatto ambientale. Laboratoriobioclimatico Aspetti tecnologici La tecnologia adottata prevede una struttura metallica statica a forma di volta. I muri di tamponamento che chiudono il volume sono formati da carpenteria di contenimento in legno di nocciolo e balle di paglia, sui prospetti nord nord-est e nord-ovest, mentre sul prospetto sud viene costruita una serra addossata, formata da struttura portante in legno e serramenti in legno con vetri-camera. Posizionati sulla struttura in legno del prospetto sud vengono fissati dei perni metallici in acciaio zincato preverniciato per la messa a dimora di strisce di pannelli solari con silicio amorfo. La fondazione dove appoggia la struttura metallica, sarà realizzata sul perimetro della costruzione, con plinti gettati in opera, consentendo di creare un vespaio areato. La copertura di detta costruzione, viene realizzata con pannelli grecati metallici isolanti e ricoperta con terreno seminato a prato. In prossimità di detta costruzione verrà fatto uno scavo di circa 1,50 mt, per una superficie di 56 mq, sulla quale varranno posizionate sonde orizzontali a tubi capillari, che permettono lo sfruttamento dell'energia geotermica, per il riscaldamento, mediante pompa di calore. Verrà installato, in questa zona, anche un palo alto 8 mt dove verrà montato un aerogeneratore del diametro di 2 mt per utilizzare l'energia eolica. Aspetti virtuali L'edificio così strutturato si contraddistingue per le massime prestazioni energetiche, l'utilizzo di materiali biocompatibili, la simbiosi con il verde, l'ambiente e una forte attenzione per il concetto di benessere fisico e l'abitare (salutogenesi). Aspetti architettonici La logica progettuale ha scelto una forma semisferica perché la stessa è in grado di difendersi dagli agenti atmosferici e di ottenere, a parità di volume (340 mc), la minore dispersione energetica. La serra addossata viene intesa come un collettore solare che, immagazzinando energia, contribuisce al fabbisogno energetico dell'edificio. Per percepire architettonicamente la fusione della serra con il volume opaco vengono inseriti sul prospetto sud delle lame metalliche multiformi e multicromatiche – su cui vengono posizionati i pannelli solari - che hanno la doppia funzione di schermare dai raggi solari e produrre energia elettrica. La forma, così concepita, è coperta di prato fino a terra e si armonizza con il terreno circostante, anch'esso seminato a prato, così da valorizzare il lotto nel contesto esterno. L'aspetto tecnologico del sistema energetico geotermico non si percepisce perché essendo interrato, viene poi ricoperto di terra e utilizzato a giardino. L'ultima caratteristica architettonica si evidenzia con un generatore eolico che si eleva dal contesto, richiamando in lontananza l'attenzione sull'edificio. Bilancio energetico Dati climatici Località: milano, italia Latitudine: 45°26'14.15"n Longitudine: 9°14'10.16"e Gradi giorno: 2404 gg H s.l.m.: 109 m – clima continentale Zona climatica: e Temperatura esterna di riferimento: -5° Coefficiente di forma (s/v): 0,73 Le prestazioni energetiche dell'edificio vengono così ripartite: La superficie dell'impianto fotovoltaico (24 mq) produce in media: 133 kwh La superficie a serra produce un: guadagno a sud: 112 kwh Guadagno a so/se: 33 kwh Guadagno orizzontale: 170 kwh La pompa geotermica produce (valore di cop): 4 kwh L'aerogeneratore ad asse verticale produce:0,8 kwh In sintesi, il valore del saldo fra energia prodotta ed energia consumata definisce l'edificio come autosufficiente sotto il profilo energetico. L'edificio (edificio passivo - classe a+), che si attesta - per gli edifici a destinazione non residenziale - su un valore di eph < 3 kwh/mc anno.

Il complesso polifunzionale nella città ucraina di dnepropetrovsk si sviluppa sull'area adiacente il centro storico, denominata monastic island, di fronte al parco shevchenko, sulle rive del fiume dnepr, in una posizione paesaggistica molto suggestiva. L'hotel progettato è composto da tre corpi di fabbrica separati e degradanti verso l'alto, sui quali domina il grattacielo, a torre, denominato "aloe". La superficie territoriale su cui si realizzerà il complesso polifunzionale è di circa 5.500 mq. Il nostro progetto punta ad ottenere i seguenti obiettivi:il complesso polifunzionale nella città ucraina di dnepropetrovsk si sviluppa sull'area adiacente il centro storico, denominata monastic island, di fronte al parco shevchenko, sulle rive del fiume dnepr, in una posizione paesaggistica molto suggestiva. L'hotel progettato è composto da tre corpi di fabbrica separati e degradanti verso l'alto, sui quali domina il grattacielo, a torre, denominato "aloe". La superficie territoriale su cui si realizzerà il complesso polifunzionale è di circa 5.500 mq. Sostenibilità ambientale Il nostro progetto punta ad ottenere i seguenti obiettivi: • un minimo impatto ambientale, con forme organiche, riconducibili all'ambiente circostante, corredando le coperture di vegetazione; • una progettazione bioclimatica che tiene conto del fattore forma-clima; • un'architettura organica vivente, che sviluppi il concetto di salutogenesi, prendendo in considerazione tutto ciò che ci rende sani, combinando l'approccio al problema della salute in rapporto all'ambiente edificato. Lo spazio è la dimensione ideale della realtà fisica in cui l'uomo sente impresso il carattere della sua coscienza. Genesi delle forme la filosofia progettuale è quella tipica della natura (in particolare del mondo vegetale) che riesce, in maniera autonoma, ad autoregolarsi e difendersi dagli agenti atmosferici. E' così che gli edifici da noi concepiti assumono architetture assimilabili a morfologie organiche, che gli permettono - con l'ausilio della progettazione bioclimatica - di raggiungere gli obiettivi di comfort complessivo funzionali al nostro intervento. La logica generalizzata per quanto attiene l'aspetto formale degli edifici tende a combinare il massimo volume utile con la minima superficie esterna disperdente ed offre la minima resistenza aerodinamica ai venti. Infatti, in tutte le latitudini gli edifici allungati lungo l'asse est ovest sono i più efficienti ed il rapporto ottimale fra l'asse maggiore e l'asse minore dell'edificio dipende dal fattore climatico regionalistico. Nel caso specifico, nella città di dnepropetrovsk - ai fini del calcolo del bilancio energetico - la zona climatica specifica è assimilabile alle nostre zone e ed f, individuate dal d.p.r. N. 412 del 1993. Strategie progettuali generalizzate Sistema fotovoltaico e sistemi passivi per la ventilazione ed il riscaldamento Affrontando gli aspetti compositivi degli edifici, in termini di efficienza energetica, si è deciso di realizzare una facciata esterna percepita come le squame di un pesce, allestite con membrane fotovoltaiche con funzione di schermatura e captazione dei raggi solari, su tutto il perimetro sud-est sud-ovest. In particolare nel periodo invernale le squame aperte permettono la captazione dei raggi solari nelle serre interne, mentre nel periodo estivo rimangono parzialmente aperte con inclinazione ottimale per la captazione fotovoltaica, dando luce ed aria agli ambienti interni. Il perimetro della parete nord-est nord-ovest è maggiormente protetto da un involucro ad alto potere isolante, concepito con una consistente massa che permette un'alta inerzia termica ed il passaggio di tutti i condotti tecnologici, riducendo all'essenziale le superfici illuminanti/trasparenti. Sistema eolico Sulla sommità del grattacielo verrà installato un aerogeneratore ad asse verticale ad alta efficienza, del tipo "darrieus", che ha la capacità di funzionare e produrre energia elettrica con venti a bassa portata e di poter funzionare senza essere disattivato anche con venti forti. Nel corpo centrale degli edifici, attiguo ai vani scala-ascensori, si è collocato un cavedio che funziona da sistema di ventilazione della scala antincendio e nel contempo da condotto di ventilazione naturale ad effetto camino per tutti i piani. Sistema geotermico Le fondazioni dei piani interrati sono concepite come simbiosi tra scienze delle costruzioni e fabbisogni energetici degli edifici. Infatti, le strutture di fondazione in calcestruzzo, come ad esempio i pali ed i muri di contenimento, si utilizzano per ricavare l'energia termica presente nel sottosuolo. Il sistema si basa sull'utilizzo dell'accumulo naturale di energia termica nell'insieme fondazione-terreno. L'energia assorbita viene estratta dal circuito primario usando una pompa di calore e l'energia così ricavata, può essere utilizzata in modo da potere riscaldare gli edifici o fornire acqua calda. Il calore di bassa temperatura viene convogliato nei muri, nel pavimento o nel soffitto che possono anche essere usati come mezzo di raffreddamento dell'edificio, tramite solette termoattive. Per ogni kw di energia elettrica consumato dalla pompa di calore se ne ricavano almeno quattro in più, da utilizzare nel sistema di riscaldamento. L'energia elettrica generata dai pannelli fotovoltaici, permette di avere un impatto ambientale quasi inesistente ed un bilancio energetico estremamente positivo. Biocompatibilita' La tecnica costruttiva per i corpi più bassi, denominati "megaron" e "acquarius", consiste nell'utilizzazione di mattoni di terra cruda, che ha la proprietà di regolare naturalmente il livello di umidità relativa dell'aria mantenendola pressochè costante, prossima al 50% e garantendo un ottimo livello di salubrità negli ambienti interni. Le coperture saranno protette da uno strato di terra e lava, che funge da supporto per il manto verde d'erba selvatica, resistente al gelo ed alla siccità. Per il recupero delle acque piovane vengono realizzate delle cisterne sotterranee dotate di sistemi don filtri per la depurazione, permettendo il reimpiego delle suddette acque ai fini igienico-sanitari. Nel giardino esterno agli edifici saranno posti laghetti artificiali per la fitodepurazione, mediante impianto che recupera le acque provenienti dai servizi igienici in vassoi assorbenti, che sfruttano il potere di evaporazione di piante selezionate, mediante interposizione di vasca imhoff, che annulla odori molesti e pericoli di inquinamento dell'ambiente naturale. L'area circostante i tre edifici, di quasi 5000 mq, sarà allestita a giardino terapeutico ed attrezzata con essenze vegetali ed alberi, utilizzando le specifiche proprietà elettromagnetiche. Un lungo studio sull'influenza dell'elettromagnetismo della nostra biosfera sugli esseri viventi ha permesso di scoprire che ogni pianta possiede proprie caratteristiche in grado di influenzare, più o meno positivamente, ogni organo del corpo umano. E' stato anche possibile mettere a punto una tecnica per utilizzare ed ottimizzare queste proprietà, creando particolari interazioni fra le piante ed il magnetismo naturale ed artificiale del luogo, misurandone poi gli effetti benefici sull'uomo, il suo organismo e la regolazione del microclima del luogo. Bilancio energetico Aloe Le prestazioni energetiche dell'edificio vengono così ripartite: A) la superficie dell'impianto fotovoltaico (circa 3219 mq) produce 322 kwh. B) la superficie a serra produce un: Guadagno a sud: 6044 kwh; Guadagno a so/se: 2628 kwh. C) n° 3 pompe geotermiche da 80 kwh. D) un aerogeneratore tipo "darrieus" che produce 33.1 kwh. In sintesi il valore del saldo fra energia prodotta ed energia consumata dall'edificio è assimilabile alla migliore categoria di casaklima che si attesta su un valore hvb 20 kwh/mq anno. Megaron Le prestazioni energetiche dell'edificio vengono così ripartite: A) la superficie dell'impianto fotovoltaico (circa 370 mq) produce 37 kwh. B) la superficie a serra della copertura produce un guadagno di 1524 kwh. C) n° 1 pompa geotermica da 20 kwh. In sintesi il valore del saldo fra energia prodotta ed energia consumata dall'edificio è assimilabile alla migliore categoria di casaklima che si attesta su un valore hvb 15 kwh/mq anno. Acquarius Le prestazioni energetiche dell'edificio vengono così ripartite: A) la superficie dell'impianto fotovoltaico (circa 416 mq) produce 42 kwh. B) la superficie a serra della copertura produce un guadagno di 1714 kwh. C) n° 1 pompa geotermica da 10 kwh. In sintesi il valore del saldo fra energia prodotta ed energia consumata dall'edificio si attesta su un valore hwb 25 kwh/mq anno.

La palazzina, con una volumetria di 1100 mc, consente di realizzare 3 alloggi di 110 mq, situati su 3 livelli. Concepita secondo i principi dell'architettura bioclimatica e del risparmio energetico, è così articolata: Nel giardino, viene realizzato un impianto geotermico, collegato ad una pompa di calore che serve a rendere autonoma la climatizzazione invernale ed estiva, nell'alloggio al piano rialzato. Sempre al piano rialzato, sul prospetto sud, viene inserita una serra, come sistema passivo per contribuire al riscaldamento invernale. Al piano primo, sul prospetto sud, vengono inseriti prismi solari che sfruttano il principio dell'effetto serra, insieme a pannelli fotovoltaici e termici. In copertura, sulla falda viene inserito un aerogeneratore ad asse orizzontale, che produce 300 w/h e che contribuisce al fabbisogno dell'illuminazione del vano scala. Palazzina sostenibile I dati climatici di riferimento per la località di mestre sono: Gradi giorno: 2345 gg H s.l.m.: 1 m Zona climatica: e Latitudine nord: 45° 26' Longitudine: 12° 20' Temperatura esterna di riferimento: - 5 c° Coefficiente di forma: s/v = 0,32 Il fabbisogno energetico dell'edificio è di 50 kwh/mq anno e le prestazioni energetiche dell'edificio dello show-room vengono così ripartite: Ventilazione naturale attraverso il vespaio areato sotto il pavimento, composto da tubi di diametro 30 cm con bocchette a pavimento e lucernai permettono una volta aperti, la ventilazione naturale d'estate in modo da sfruttare la ventilazione della zona e ridurre i consumi per il condizionamento. La facciata sud di circa 85 mq, esposta completamente a sud porta un contributo in termini di risparmio energetico invernale di 2.0 kw/h. L'impianto fotovoltaico installato sul tetto dell'edificio è capace di 3.0 kw/h che per i 6-7 mesi di attività forniscono un contributo al fabbisogno energetico dell'edificio di circa il 45%. I tre generatori eolici posti all'ingresso, sono in grado di generare 300.0 w che servono per l'illuminazione del piazzale antistante l'ingresso.