Progettare scuole sostenibili by EdicomEdizioni

progettare SCUOLE SOSTENIBILI CRITERI, ESEMPI E SOLUZIONI PER L’EFFICIENZA ENERGETICA E LA QUALITÀ AMBIENTALE EdicomEdizioni

/ architettura sostenibile / strumenti e tecniche /

Ernesto Antonini, Andrea Boeri

EdicomEdizioni Monfalcone (Gorizia) tel. 0481/484488 fax 0481/485721 e-mail: info@edicomedizioni.com www.edicomedizioni.com

progettare SCUOLE SOSTENIBILI criteri, esempi e soluzioni per l’efficienza energetica e la qualità ambientale

I testi e le foto sono stati forniti dagli autori © Copyright EdicomEdizioni Vietata la riproduzione anche parziale di testi, disegni e foto se non espressamente autorizzata. Tutti i diritti sono riservati a norma di legge e delle convenzioni internazionali. ISBN 978-88-96386-15-6 Questo libro è stampato interamente su carta riciclata Stampa Grafiche Manzanesi Manzano (UD) Prima edizione settembre 2011

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Ernesto Antonini, Andrea Boeri

EdicomEdizioni Monfalcone (Gorizia) tel. 0481/484488 fax 0481/485721 e-mail: info@edicomedizioni.com www.edicomedizioni.com

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Prefazione

Autori e collaboratori Ernesto Antonini e Andrea Boeri hanno coordinato il progetto della pubblicazione, definita l’impostazione e curato l’edizione. Ernesto Antonini, Andrea Boeri, Francesca Dallacasa, Kristian Fabbri, Valentina Gianfrate, Luca Guardigli, Valentina La Gioia, Danila Longo, Chiara Montanari, Giulia Olivieri sono Autori dei testi pubblicati. I loro singoli contributi alla redazione dei diversi capitoli sono individuati qui di seguito: Cap. 1 Criteri di sostenibilità per gli edifici scolastici: Andrea Boeri, con la collaborazione di: -- Valentina Gianfrate (1.4.1. CHPS-Collaborative for High Performance Schools; 1.4.3. BSF-Building Schools for the Future); -- Valentina La Gioia (1.4.2. REDUCe-Energy Retrofit for Educational Building) Cap. 2 Il programma di progetto: esigenze, obiettivi, criteri: Ernesto Antonini, con la collaborazione di -- Francesca Dallacasa (2.2. Le relazioni spazio funzionali: analisi e schemi tipologici); -- Giulia Olivieri (2.3. Le prescrizioni normative) Cap. 3 Le prestazioni energetiche dell’edilizia scolastica: Kristian Fabbri Cap. 4 Edifici sostenibili nel ciclo di vita: la scelta dei materiali: Danila Longo: Cap. 5 Progettare spazi didattici efficienti e sostenibili: Ernesto Antonini, Andrea Boeri, Giulia Olivieri, Francesca Dallacasa e Chiara Montanari -- Ernesto Antonini e Andrea Boeri (5.1. Luoghi per apprendere) -- Francesca Dallacasa e Giulia Olivieri (5.2. La casa dei bambini: strategie e relazioni spaziali) -- Chiara Montanari (5.3. La riqualificazione energetica degli edifici esistenti) Cap. 6 Progetti e realizzazioni: Francesca Dallacasa e Giulia Olivieri Casi studio (CD allegato): Francesca Dallacasa e Giulia Olivieri, con la collaborazione di: -- Luca Guardigli (Sistema di controllo della ventilazione nella scuola dell’infanzia di Ponticelli); -- Chiara Montanari (Interventi di recupero) Grazie ad Alessandra Boni e Michela Monachesi – per il contribuito alla ricerca sulle relazioni spazio funzionali e sugli schemi tipologici degli edifici scolastici – e a Valentina Gianfrate, per l’efficace revisione dei testi. Un ringraziamento particolare ad Andreina Milan, per il contribuito all’approfondimento della caratterizzazione degli spazi didattici.

Prefazione

Mentre leggevo, pagina dopo pagina, il manoscritto di questo bel libro di Ernesto Antonini, Andrea Boeri e di molti valenti ricercatori della Facoltà di Architettura “A.Rossi” di Cesena, mi chiedevo continuamente: “ma che razza di libro è questo?”. Non capivo se fosse una rassegna dei metodi più attuali impiegati in Italia e nel mondo per valutare la sostenibilità degli edifici scolastici. Oppure una schedatura delle più attuali prescrizioni normative procedurali, tipologiche ed energetiche sull’edilizia scolastica. O, forse anche, un manuale di progettazione delle scuole esteso dalle scelte tipologiche a quelle relative ai materiali e alle tecnologie costruttive. Oppure l’illustrazione di una ventina di ottimi progetti di scuole sostenibili realizzate in Italia e all’estero. A fine lettura posso finalmente dire che questo libro è tutto questo, con qualcosa di più, e cioè con una visione unitaria, sistemica, che fa dell’insieme dei suoi singoli capitoli un trattato organico e completo sulla scuola nella nostra stagione attuale. Una strana stagione, nella quale la domanda di sostenibilità ha imposto una profonda revisione dei tradizionali disciplinari di progettazione, e non solo delle scuole. È un libro che restituisce al tema della progettazione delle scuole, tema trascurato in Italia per lo meno da trent’anni (forse da cinquanta, e cioè da quando hanno cessato di operare l’Ises e il glorioso Centro Studi per l’Edilizia scolastica di Ciro Cicconcelli) l’importanza decisiva che questo tema dovrebbe avere in ogni paese civile. Da sempre, infatti, con l’interruzione di questi ultimi decenni, la scuola è stata, con l’abitazione, un tema sul quale si sono innestate alcune delle più grandi innovazioni tipologiche e tecnologiche ed alcuni progetti che hanno fatto la storia dell’architettura, un momento di formazione di intere generazioni di progettisti, il campo di applicazione di alcune ricerche decisive per l’avanzamento della conoscenza, un forte argomento di dibattito politico. Poi sono arrivati gli archistar, le vie novissime, l’architettura della globalizzazione e casa e scuola sono scomparse dalle riviste, e purtroppo anche dalle facoltà di architettura. Ci voleva la crisi energetica, l’interesse per l’ambiente, la nuova domanda di sostenibilità per far uscire la casa e la scuola da anni di oblio: ecco le ricerche sull’efficienza energetica, ecco le prime sperimentazioni americane ed europee sugli edifici passivi, ecco le prime metodologie di valutazione, ecco in Italia la grande scommessa di Casa Clima. Questo libro si colloca nel grande alveo di questo novo filone di interesse. Ma, a differenza delle ormai moltissime ricerche che affrontano il tema dell’abitazione, punta il suo obiettivo sulla scuola. E lo punta con un triplice interesse: discutere i criteri e le strategie di efficienza energetica e qualità ambientale per gli edifici scolastici, pre-

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sentando i metodi più attuali oggi impiegati per le valutazioni di sostenibilità, fornire una serie molto completa di suggerimenti di progettazione funzionale, tecnologica ed energetica e verificare, attraverso la presentazione critica di una ventina di progetti di scuole dell’infanzia, primarie e secondarie, come e fino a che punto alcuni progetti reali hanno soddisfatto il requisito di sostenibilità. Dall’insieme dei moltissimi spunti stimolanti che derivano dalla lettura del manoscritto, vorrei trarre alcune considerazioni. La prima nasce dall’illustrazione assolutamente nuova per l’Italia di due metodologie impiegate negli Stati Uniti d’America e in Gran Bretagna, il programma californiano Collaborative for High Performance Schools (CHPS), quello inglese Building Shools for the Future (BSF). Entrambi, a differenza di molti, notissimi protocolli e metodologie di valutazione della sostenibilità, che puntano quasi esclusivamente sugli aspetti relativi alla qualità del sito, ai carichi ambientali e alle caratteristiche dei materiali in ordine all’efficienza energetica, trattano il tema della sostenibilità in termini olistici. In altre parole, entrambi vedono la sostenibilità come una componente, decisiva ma non esclusiva, di quello che deve essere l’obiettivo primario della progettazione e della costruzione di una scuola, e cioè la qualità globale del suo processo complessivo. Nel senso che una scuola sostenibile deve essere prima di tutto una scuola di qualità e una scuola di qualità deve essere, insieme, salubre, confortevole non solo termicamente, ma anche dal punto di vista acustico e visivo, efficiente dal punto di vista energetico, ma anche da quello dei materiali, agevole da mantenere, sicura e facile da gestire. Soprattutto una scuola di qualità deve puntare alla sostenibilità senza assolutamente trascurare il fatto che una scuola è prima di tutto uno strumento educativo e una risorsa per la collettività e che, di conseguenza, deve essere anche caratterizzata da un’architettura stimolante in grado di suscitare un senso di orgoglio e di appartenenza in chi vi studia ed opera e nella comunità che l’ha costruita e finanziata. Sono passati ormai più di sessant’anni e più di cinquanta dalle esperienze dei Consorzi Inglesi, come, ad esempio, il programma Consortium of Local Authorities Special Program (CLASP) varato a fine anni 1950 dal Governo inglese1 e da quello californiano School Construction Systems Developement (SCSD)2 che hanno improntato negli anni ’50 e ’60 del secolo scorso la ricerca sulla costruzione di scuole, sull’industrializzazione dell’edilizia, sui componenti e sui sistemi cosiddetti “aperti”. Oggi, e non è certamente un caso, negli stessi luoghi dove mezzo secolo fa erano nati CLASP e

1 Department of Education and Science: The Story of Clasp. Building Bulletin 19. London. Hmso. 1961. Department of Education and Sciente: The Consortia. Building Bulletin 54. Department of Education and Science. London. Hmso. 1976. 2 First California Commission on School Construction Systems: An Interim Report. The Project and the Schools. Educational Facilities Laboratory. New York. 1963. First California Commission on School Construction Systems: Contract Documents and Performance Specifications. Scsd. Palo Alto. 1963. N. Sinopoli e al: Le esperienze straniere. F. Angeli: Milano. 1976.

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SCSD nascono i protocolli CHPS e BSF, a dimostrazione che nei momenti topici della storia (allora in Gran Bretagna le esigenze della ricostruzione postbellica, negli Usa la carenza di spazi educativi a causa dell’aumento esponenziale della popolazione scolastica causata dal cosiddetto baby boom) una politica consapevole e una committenza responsabile “inventano” a partire da zero politiche tecniche che non si accontentano di fornire risposte puramente quantitative ai bisogni. CHPS e BSF, infatti, ci dicono chiaro e forte che non è sufficiente fare delle scuole sostenibili, ma che bisogna farle anche sane, confortevoli, idoneamente ubicate e, udite udite, belle. Una seconda considerazione riguarda una sottolineatura, cruciale, che Antonini e Boeri fanno a proposito del processo di progettazione che deve stare alla base di una scuola sostenibile. Dal momento, dicono, che una scuola, a differenza di qualsiasi altro prodotto industriale, è un prodotto fabbricato in un solo esemplare – one-off – promosso da uno specifico committente e realizzato da una squadra complessa ed estremamente articolata, diventa decisivo il pacchetto di obiettivi, vincoli e informazioni che il committente affida, appunto, alla squadra che realizzerà la sua scuola. Questo discorso, che detto così sembra pacifico, non corrisponde quasi mai a quello che avviene nella realtà italiana ed ogni scuola, come pure ogni altro edificio, è troppo spesso costruito sulla base di informazioni incomplete e precarie, accompagnate da una regolamentazione antiquata e retorica, condite da indirizzi di politica tecnica nazionale confusi e frammentari e da disposizioni legislative (ci si riferisce a quanto previsto dal Dpr 554/99 a proposito del Documento Preliminare alla Progettazione) ancora incomplete. A fronte di ciò Antonini e Boeri, basandosi sull’esperienza britannica del Client Design Advisor, insistono sulla necessità della presenza, a cavallo tra committente ed architetto, di una figura professionale capace, insieme, di rendere espliciti le esigenze e gli obiettivi del committente in ordine alla scuola da realizzare e di trasferirli in linguaggi comprensibili al team di progettazione. Un’ultima, decisiva, considerazione riguarda il fatto che una scuola sostenibile appare come il luogo più adatto per educare ad una società sostenibile. Ciò si ottiene grazie a scuole nelle quali la sostenibilità si impara non perché la sostenibilità vi viene insegnata, ma perché è la scuola stessa come edificio che educa insegnanti, studenti e genitori ad una mobilità sostenibile grazie ad un’idonea ubicazione urbana e ad un’esperienza diretta e giornaliera con i dispositivi tecnici, i componenti e i materiali tipici di un progetto sostenibile. Ebbene, siamo partiti dall’esigenza di un approccio olistico alla progettazione per arrivare all’effetto che una scuola sostenibile può avere nell’educazione alla sostenibilità. La ventina di progetti che concludono questo bel libro sono affidati al lettore perché ciascuno possa verificare direttamente se e fino a che punto l’obiettivo può considerarsi raggiunto. Nicola Sinopoli

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Introduzione

L’elevata età media del parco e il suo tasso di rinnovo inferiore ad un esiguo 1% annuo, la manutenzione scarsa e sporadica, gli scadenti livelli di comfort nonostante le pessime prestazioni energetiche rappresentano altrettanti indicatori di una situazione di acuta inadeguatezza dell’edilizia scolastica italiana rispetto alle esigenze che sarebbe invece chiamata a soddisfare. Quelle di idoneità funzionale e di efficienza energetica e gestionale, in primo luogo, a cui si aggiunge anche un altro profilo di requisiti, connessi alle peculiari attività educative che gli edifici ospitano e delle quali essi possono diventare un efficace strumento integrativo. Spazi confortevoli, fruibili, piacevoli da utilizzare, accoglienti e stimolanti, in edifici dotati di carattere, identità riconoscibile e standard esemplari di sostenibilità, possono contribuire in positivo alla formazione del senso civico e all’educazione ambientale dei propri utenti e delle comunità locali in cui sono inseriti. La necessità di aggiornare con queste finalità l’edilizia scolastica non è un’esclusiva italiana: in molti Paesi, in Europa e in Nord America, è oggetto da tempo di un dibattito che coinvolge attivamente i Poteri pubblici e di iniziative e programmi di intervento di vasta portata, da noi invece assenti, caratterizzate dalla messa a punto di strategie e strumenti operativi in cui il miglioramento dell’efficacia della formazione si accompagna strettamente -anzi in certa misura propriamente si concretizza- in una riprogettazione coerente delle strutture fisiche ad essa strumentali, dagli edifici scolastici fino agli arredi. Il programma CHPS-Collaborative for High Performance Schools, nato in California e oggi diffuso in una decina di Stati americani, e il britannico BSF –Building Schools for the Future costituiscono due riferimenti internazionali d’obbligo per un’edilizia scolastica in cui gli obiettivi condivisi di qualità, efficienza energetica, salubrità e sostenibilità ambientale vengono assunti come decisivi, per poi essere declinati con grande attenzione alle peculiarità locali. Confrontata con queste esperienze internazionali, la situazione italiana appare debole e arretrata: se non mancano ottimi esempi di edifici scolastici progettati nel corso degli ultimi decenni da architetti di spicco, oggi le sperimentazioni interessanti nascono più occasionalmente, e solo quando il progetto accetta di confrontarsi seriamente con la questione emergente della sostenibilità alle sue diverse scale e nelle sue varie

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implicazioni, spesso indotto a farlo dalla favorevole compresenza di progettisti sensibili, committenti motivati e utenti attivamente partecipi, più che dalla regolamentazione edilizia o dai frammentari e spesso confusi indirizzi di politica tecnica nazionale. Questo libro nasce dalla convinzione che il ritardo vada al più presto colmato, riportando anche in Italia all’attenzione del dibattito architettonico la progettazione delle scuole, e contribuendo a formare una nuova generazione di progettisti, più aggiornati e meglio attrezzati per affrontare i molteplici risvolti del tema, senza eluderne gli aspetti cruciali, legati alla necessità di trovare un’indispensabile sintesi – al più alto livello possibile – fra le ragioni della forma e quelle dell’efficienza dei processi e della sostenibilità. Luoghi in cui avviene l’educazione delle future generazioni di cittadini, soggetti a intensa fruizione collettiva e segnati da importanti valenze simboliche, le scuole non possono certamente essere progettate come neutri contenitori funzionali. Ma neppure essere considerate solo occasioni per stanchi esercizi stilistici, che spesso giustificano con specificità disciplinari artificiose la loro scarsa attenzione per gli aspetti costruttivi e prestazionali, di compatibilità economica ed ambientale dell’opera. Per la rilevanza sociale delle funzioni che ospitano e la pluralità di valenze che implicano, oggi ancor più che in passato le scuole impongono invece l’applicazione di raffinate strategie progettuali, capaci di combinare funzionalità e adeguatezza ambientale, tecnica e morfologica degli spazi con minimi livelli di consumo di risorse, criteri costruttivi coerenti e caratteri architettonici in grado di comunicare i valori di qualità sostenibile che ne ispirano la progettazione, la realizzazione e l’utilizzo nel tempo. Senza alcuna concessione alla “sostenibilità di tendenza”, quel diffuso greenwashing a fini promozionali, ma privo di contenuti di ricerca, che grazie a qualche dispositivo tecnico, per lo più impiantistico, pretende di ottenere il riconoscimento della presunta sostenibilità di costruzioni nate già obsolete, concettualmente energivore e costruttivamente banali.

Introduzione

fissando per tutti gli interventi, sia di nuove costruzione che di recupero, il traguardo ambizioso del raggiungimento della Classe energetica A, attestata dalla certificazione tramite strumenti di calcolo validati. Standard energetici molto severi hanno imposto ai progetti di identificare ed ottimizzare tutti i parametri in gioco. Li hanno indotti a sfruttare al massimo le risorse disponibili: esposizione, orientamento, illuminazione naturale, conformazione architettonica e collegamenti con gli spazi esterni, scelta dei materiali, efficace controllo del funzionamento del sistema di involucro. A riflettere sulle specifiche esigenze funzionali di scuole di diverso ordine e grado, corrispondenti a differenti età dei fruitori, in rapporto alle potenzialità di integrazione degli spazi didattici nel processo formativo dei giovani utenti. A valutare le implicazioni delle diverse opzioni tecniche, confrontando sistemi costruttivi pesanti e leggeri, realizzati in opera o prevalentemente prefabbricati, rispetto alle loro prestazioni funzionali e potenzialità espressive. In sintesi, il libro si propone di incentivare la progettazione di scuole nelle quali sia data una risposta convincente alla domanda di sostenibilità e alle esigenze degli utenti, integrandole con l’elevata qualità ambientale degli spazi, intesi come aspetti complementari e interagenti. Edifici con queste prestazioni non nascono dal gesto di architetti demiurghi, né dalla schematica sovrapposizione di aspetti specialistici: sono il risultato di un processo sistematico di analisi delle esigenze, che si arricchisce delle competenze tecniche provenienti da molti settori e definisce un progetto che è sintesi consapevole di soluzioni coerenti con la domanda.

Questo libro raccoglie materiali, riflessioni e documenti nati dall’attività di ricerca, alimentata anche dall’esperienza didattica condotta nel Laboratorio di Sintesi Finale “Architettura Ecoefficiente” presso la Facoltà di Architettura “A.Rossi” dell’Università di Bologna. nel quale il tema “scuole sostenibili” è stato trattato sistematicamente dal 2009, progettando una serie di interventi, sia di nuova costruzione che di riqualificazione e retrofitting di edifici scolastici ad elevata sostenibilità, in diversi contesti. Un’esperienza sviluppata a partire da casi concreti assunti con il massimo realismo, coinvolgendo le Amministrazioni proprietarie prima nella definizione degli obiettivi e poi nella valutazione delle diverse strategie progettuali, e quindi dei loro esiti. E

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1. Criteri di sostenibilità per gli edifici scolastici

1.1. Scuole sostenibili 1.1.1. Qualità delle scuole sostenibili L’edilizia scolastica rappresenta un ambito di ricerca estremamente significativo per rilevanza quantitativa e valenza sociale. Le prescrizioni normative, che impongono l’applicazione di standard prestazionali elevati, e le numerose esperienze di carattere sperimentale realizzate connotano un ambito di particolare interesse, le cui soluzioni tecniche costituiscono spesso un riferimento avanzato per altri settori delle costruzioni. Le strutture didattiche comprendono al crescere dell’età dei fruitori: asili nido, scuole materne, primarie (ex elementari), secondarie di primo grado (medie) e secondo grado (superiori). La tendenza al progressivo coordinamento prevede la possibilità di riunire alcune strutture in istituti comprensivi, che accorpano una o più scuole primarie solitamente con una scuola secondaria di primo grado. La presente trattazione non include, benché talvolta presenti aspetti attinenti, l‘edilizia universitaria, caratterizzata da elevati livelli di specificità disciplinare. A fronte della comune destinazione d’uso didattica le strutture sono articolate in maniera differenziata in relazione all’età degli utenti, ai modelli educativi adottati, alla disponibilità di spazi e di risorse economiche.

Figura 1. Integrazione tra edificio e verde: qualità ambientale e valenze bioclimatiche. Scuola dell’Infanzia di Ponticelli, Imola, 2001-2002, arch. A. Contavalli. Foto: Alberto Muciaccia.

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L’applicazione sperimentale di strategie progettuali sostenibili rende numerosi edifici per la formazione casi emblematici di carattere innovativo, nei quali sono adottati criteri costruttivi legati al sito, all’orientamento, e in generale a strategie di insediamento bioclimatiche. Le scuole allora non sono semplicemente neutri contenitori funzionali, ma possono caratterizzarsi come spazi che contribuiscono in maniera attiva a educare alla sostenibilità. Il tema richiede di dare risposta a una Figura 2. La conformazione della soluzioduplice prioritaria serie di problemi. I ne progettuale funzionale alla captazione energetica conferisce elevata qualità agli primi attengono a criteri di funzionalità spazi interni favorendone l’illuminamento e riguardano l’adeguatezza ambientale, naturale e la relazione visiva con il contesto. Asilo nido per l’infanzia Balenido a tecnica e morfologica degli spazi, che Casalecchio di Reno (BO), 2007, Studio Scadevono fornire livelli prestazionali elegliarini-Tasca Studio, Bologna. Foto: Luca vati per aspetti microclimatici e termoiCapuano e sezione trasversale. grometrici, di illuminazione naturale e artificiale, di salubrità materica. I secondi riguardano le strategie di sostenibilità che l’edificio deve comunicare mediante gli spazi, le modalità d’uso e le valenze prestazionali. L’obiettivo è promuovere la diffusione di una maggiore sensibilità ambientale tra i fruitori delle strutture. Per perseguire efficacemente strategie di approccio sostenibile negli edifici scolastici, soggetti a intensa fruizione collettiva, è necessario valutarne le proFigura 3. Interazione tra spazi aperti e confiblematiche in relazione alle strategie di nati in funzione didattica. Tesi Progettazione di scuola materna in riferimento al metodo inserimento nel contesto urbano. Sono educativo di A. Boni, M. Monachesi. Rel. prof. da favorire l’uso di aree già urbanizzaA. Boeri, corr. arch. A. Zamboni. Facoltà di Architettura, Università di Bologna, a.a. 2008/09. te, eventualmente dismesse e dotate di adeguate infrastrutture, politiche di trasporto pubblico a basso impatto ambientale e collegamenti ciclopedonali, salvaguardia e valorizzazione del sistema verde e della permeabilità dei suoli, scelta di materiali a limitato contenuto di embodied energy e soluzioni progettuali e costruttive energeticamente efficienti.

1. Criteri di sostenibilità per gli edifici scolastici

Figura 4. Relazione tra edificio didattico e contesto: schermature solari regolabili a protezione del fronte trasparente. Solar City Linz, School Centre, prog. N. Foster e E. Weismann, scuola elementare, nursery e attività integrate.

Figura 5. Soluzioni di corte centrale con copertura trasparente e schermatura solare. Laboratorio di Architettura Eco-efficiente, Facoltà di Architettura, Università di Bologna, a.a. 2008/09. Tesi Ampliamento di Istituto comprensivo di M. Castellani, e V. Montalti. Rel. prof. A. Boeri, corr. arch. G. Bernabini, K. Fabbri. Università Pompeu Fabra (UPF), Barcellona. Edificio didattico Roger de Lluria, MBM Arquitectos (Josep Martorell, Oriol Bohigas, David Mackay), 1999-2000.

1.2. Strategie di sostenibilità: sito, risorse, scelte costruttive e clima 1.2.1. Strategie insediative Gli edifici scolastici rivestono un ruolo significativo nel contesto urbano: soggetti a fruizione pubblica, richiamano in genere un elevato numero di utenti in periodi temporalmente concentrati. La collocazione delle strutture nel territorio, in relazione al bacino di utenza e alle modalità di fruizione e di collegamento al sistema della mobilità, costituisce un aspetto specifico da valutare con attenzione, al fine del bilancio di sostenibilità dell’intervento e degli effetti indotti sul sistema antropico circostante. Preliminare criterio di ecocompatibilità è la scelta di un corretto posizionamento in relazione al territorio e alle sue potenzialità infrastrutturali: la valutazione di sostenibilità limitata all’opera non è infatti sufficiente a garantire il controllo degli effetti sul sistema ambientale circostante.

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1. Criteri di sostenibilità per gli edifici scolastici

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1. Criteri di sostenibilità per gli edifici scolastici

Figura 6. Schema di analisi SWOT del rapporto tra struttura scolastica e contesto. Laboratorio di Architettura Eco-efficiente, Facoltà di Architettura, Università di Bologna, a.a. 2008/09. Tesi Architettura per l’infanzia di F. Dallacasa, G. Olivieri, E. Pasini. Rel. prof. A. Boeri, corr. arch. E. Antonini, G. Bernabini, G. Conti, A. Milan.

Edifici intrinsecamente sostenibili, se posizionati nel luogo sbagliato, possono indurre effetti negativi sull’intero sistema urbano evidenziandone elementi di criticità. Al contrario l’inserimento di strutture scolastiche caratterizzate dalla frequentazione di un elevato numero di utenti può costituire un fattore positivo nell’ambito di strategie di riqualificazione di zone sottoutilizzate, contribuendo al riequilibrio del sistema urbano. Tra i fattori da considerare: uso precedente dell’area, densità edilizia circostante, vicinanza ai servizi, presenza di dotazioni infrastrutturali, potenzialità e fruibilità del sistema di trasporto pubblico (stazioni ferroviarie, metropolitane, tramviarie, opzioni di mobilità sostenibile). In un edificio pubblico come la scuola, la scelta dell’area e le relazioni con il contesto, l’orientamento, l’esposizione ed il rapporto con il verde rappresentano fattori di fondamentale importanza nel determinare la qualità degli spazi e la relazione con il contesto. È quindi preliminarmente necessario valutare l’appropriatezza della strategia insediativa in termini di programmazione, localizzazione, caratteristiche dell’area e inserimento nel sistema urbano. Solo in seguito è significativo approfondire il livello di sostenibilità proprio dell’edificio in progetto. Le scuole sono utilizzate quotidianamente, ma spesso non per l’intera giornata, nelle ore serali e nei periodi festivi. Tale caratteristica può essere vantaggiosamente sfruttata

Figura 7. Programmazione del ciclo di utenza in istituto comprensivo e individuazione delle criticità. Laboratorio di Architettura Eco-efficiente, Facoltà di Architettura, Università di Bologna, a.a. 2008/09. Tesi Ampliamento di Istituto Comprensivo di M. Castellani, e V. Montalti. Rel. prof. A. Boeri, corr. arch. G. Bernabini, K. Fabbri.

per creare sinergie con altre attrezzature urbane, per esempio limitando le aree di servizio comuni in funzione del loro uso diacronico. Una strategia di inserimento attenta alle problematiche ambientali, sociali e urbanistiche dell’intorno deve valutare in generale la potenziale fruizione Figura 8. Copertura verde come elemento sinergica dei servizi e delle dotazioni terdi inserimento ambientale e controllo miritoriali rispetto al contesto e alle attività croclimatico. Asilo nido per l’infanzia Gaianido a Bologna, 2009, Tasca Studio. prevalenti, limitando al necessario nuove specifiche realizzazioni infrastrutturali. L’inserimento delle strutture scolastiche in contesti già strutturati, come sono prevalentemente quelli in ambito nazionale, dovrebbe essere inteso come occasione di miglioramento e riequilibrio del sistema urbano piuttosto che di espansione mediante acquisizione di aree di nuova urbanizzazione.

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1. Criteri di sostenibilità per gli edifici scolastici

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1. Criteri di sostenibilità per gli edifici scolastici

Figura 10. Vista del teatro all’aperto in cui si svolgono le attività comuni a tutti i bambini della scuola, incontri e recite, nelle diverse stagioni dell’anno. Laboratorio di Architettura Eco-efficiente, Facoltà di Architettura, Università di Bologna, a.a. 2008/09. Tesi Architettura per l’infanzia F. Dallacasa Rel. prof. A. Boeri, corr. arch. G. Bernabini, A. Milan.

Figura 9. Studi di soluzioni progettuali per l’inserimento di edificio scolastico nel sistema urbano. Laboratorio di Architettura Eco-efficiente, Facoltà di Architettura, Università di Bologna, a.a. 2008/09. Tesi Architettura per l’infanzia di F. Dallacasa e G. Olivieri.

In una scuola ad alta vivibilità va posta grande cura nello studio dell’articolazione degli spazi aperti, la cui valenza è fondamentale anche dal punto di vista didattico. Lo dimostra il fatto che fra i primi modelli educativi, diffusi a scala internazionale vi fosse quello della scuola all’aria aperta che, nata soprattutto per ragioni igieniche, voleva garantire la permanenza dei ragazzi all’aperto, al sole e nel verde.1 Un approccio sostenibile mira alla riduzione delle superfici impermeabilizzate, e ad una prevalenza delle aree verdi che svolgono un importante ruolo nel migliorare la qualità estetica non solo dell’area ma anche del paesaggio circostante. 1 La scuola all’aria aperta deriva dal modello delle “case di educazione in campagna”, centri culturali diffusi negli Stati Uniti, come luogo adatto alla trasmissione del sapere. La prima scuola all’aria aperta in Europa è stata realizzata nel bosco di Charlottenburg per migliorare le condizioni di vita dei bambini berlinesi, e gli ottimi risultati ottenuti hanno portato all’inizio del ‘900 ad una rapida estensione del movimento anche in Francia e nel resto del mondo. Si tratta di strutture educative in cui riveste grande importanza la scelta del sito, basata sulle caratteristiche di accessibilità dal centro e lontananza dalle zone inquinate, e dove la giornata tipo viene impostata sulla base degli studi del dottor Grancher e i bambini svolgono attività nel sole e nel verde seguiti da personale qualificato.

Per questi motivi, la normativa prescrive che le scuole vengano ubicate “in località aperta, possibilmente alberata e ricca di verde, che consenta il massimo soleggiamento o che sia comunque, una delle migliori in rapporto al luogo”.2 In tema degli spazi aperti, è d’obbligo sottolineare come in una scuola per l’infanzia anche l’area destinata al giardino sia considerata parte integrante del progetto di architettura. Il dimensionamento delle aree verdi avviene in base al numero delle sezioni ospitate nell’edificio che, per ragioni di economicità, è compreso generalmente fra tre e nove. La presenza di spazi aperti, separati e diversamente attrezzati è fondamentale dal punto di vista pedagogico: il giardino diventa un luogo dove svolgere attività ludiche, permette ai bambini di percepire il trascorrere delle ore del giorno ed il passaggio da una stagione all’altra, stimolando le potenzialità percettive e la curiosità dei piccoli fruitori. Nel predisporre ambienti per i bambini non basta definirne le dimensioni e la forma ma è indispensabile anche curarne l’allestimento con arredi ed attrezzature appropriati: anche per gli spazi aperti il progetto deve prevedere un ambiente complesso, variegato e stimolante da un punto di vista sensoriale, attraverso la scelta di una gamma ampia di materiali, specie vegetali, attrezzature, colori. Nelle scuole elementari e medie, la dotazione di spazi verdi curati svolge ugualmente un importante ruolo educativo, oltre a consentire una costante percezione degli spazi esterni anche dall’interno, con l’effetto di migliorare la qualità e il benessere degli ambienti e di permettere ai giovani studenti di crescere a contatto con la natura. Gli spazi aperti, oltre essere adeguatamente alberati, si prestano facilmente ad essere dotati di aree attrezzate per lo svolgimento di attività educative e sportive. Il giardino è il luogo in cui condurre esperienze conoscitive, esplorazioni e attività motorie che 2 D. M. 18-12-1975 pubblicato nella Gazzetta Ufficiale n. 29 del 2 febbraio 1976, Art. 1.1.4.

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1. Criteri di sostenibilità per gli edifici scolastici

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1. Criteri di sostenibilità per gli edifici scolastici

possono compensare le minori occasioni di gioco nell’ambiente domestico. La presenza di superfici all’aperto permette di mitigare l’impermeabilizzazione del suolo e di limitare l’impatto dell’edificazione sulle caratteristiche del paesaggio preesistente. L’attenzione all’uso del suolo e alle relazioni con le aree verdi si pone quindi contemporaneamente lo scopo di migliorare la qualità dell’edifico e della vita che si svolge al suo interno, attraverso il progetto delle modalità di relazione tra edificio e intorno, e di integrare l’opera architettonica con la morfologia del sito, sfruttando le condizioni e le risorse climatiche che esso presenta e studiando il rapporto tra volumi edificati e luoghi all’aperto. Ogni accorgimento in questa direzione assume una duplice valenza perché può diventare, oltre che dispositivo funzionale, momento di conoscenza, secondo un approccio progettuale in cui sostenibilità e pedagogia si fondono continuamente. La valutazione della sostenibilità ambientale degli edifici scolastici non è operazione semplice, specie se considerata in ottica di ciclo, dalla produzione alla dismissione, e all’impatto ambientale del sistema sito/edificio. Per perseguire efficacemente strategie di approccio sostenibile è necessario valutare gli aspetti relativi dalle prime scelte progettuali, mediante un’analisi correlata dell’opera e del luogo in funzione delle condizioni specifiche e del rapporto con il contesto. Se le scelte preliminari non sono corrette la progettazione dei singoli edifici potrà Figura 12. Studio di inserimento ambiensoltanto limitare i danni, senza incidere tale per il controllo microclimatico e la valorizzazione delle potenzialità di relazione positivamente nell’equilibrio complessivo con l’intorno. Asilo nido per l’infanzia Baledel contesto di riferimento. nido a Casalecchio di Reno (BO), 2007, Studio Scagliarini-Tasca Studio, Bologna. Si richiamano sinteticamente alcuni tra i

principali fattori di sostenibilità inerenti la localizzazione degli edifici scolastici. • Nella selezione del sito sono da considerare con attenzione le condizioni ambientali e le precauzioni per evitare gli effetti inquinanti. L’impatto ambientale del sistema sito/edificio può essere ridotto preferendo l’utilizzazione di siti già urbanizzati e dotati di infrastrutture adeguate, eventualmente recuperando aree dismesse, ma con un buono stato di salute di suolo e sottosuolo, invece di ambiti di nuova Figura 13. Mobilità pubblica sostenibile: siurbanizzazione. stema di trasporto urbano su tramvia inte• L’attenzione al sistema della mobilità grata nell’ambito urbano a Solar City Linz. consente di rendere maggiormente sostenibile la fruizione delle strutture scolastiche. È necessario siano presenti agevoli collegamenti con l’ambito urbano tramite sistemi di trasporto pubblico a basso impatto ambientale e percorsi ciclabili efficaci, anche corredati da specifiche attrezzature (servizi, parcheggi per biciclette, ecc.). Lo studio della collocazione dell’edificio è fortemente legato alle possibilità di fruizione e, a seconda dell’età e del numero di alunni, richiede di valutare le modalità ed i tempi di percorrenza necessari per raggiungerlo da parte degli utenti. Nel caso specifico di asili e scuole materne, il tema assume una rilevanza particolare se si considera il fatto che la scuola dell’infanzia è strettamente legata all’ambito residenziale ed i fruitori non sono autonomi negli spostamenti. Accessibilità carrabile e pedonale influiscono nella definizione del progetto e, in base alle possibilità che il lotto offre, la progettazione si deve orientare verso la definizione di percorsi agevoli e sicuri per il raggiungimento della scuola, in grado di garantire la massima sicurezza dei bambini e dei loro accompagnatori. Lo studio dei percorsi può inoltre prevedere una diversificazione degli accessi a seconda delle categorie di fruizione (bambini, maestre e personale di servizio), con lo scopo di evitare la promiscuità degli spazi e la creazione di situazioni di pericolo dovute ad interferenze tra diversi tipi di traffico. Il collegamento casa-scuola non è di minore importanza nell’ambito delle scuole primarie e secondarie. La principale differenza con le scuole dell’infanzia è determinata dal fatto che i fruitori in questo caso acquisiscono un grado sempre maggiore di autonomia negli spostamenti sino a divenire completamente indipendenti. Quindi è opportuno prevedere l’integrazione fra tutte le infrastrutture della mobilità, sviluppando adeguate reti pubbliche, così da disincentivare i trasporti privati individuali e pianificando adeguati spazi e infrastrutture per la mobilità pedonale e ciclabile.

Figura 11. Studio dell’ombreggiamento estivo ed invernale e valutazione del percorso solare. Laboratorio di Architettura Eco-efficiente, Facoltà di Architettura, Università di Bologna, a.a. 2008/09. Tesi Ampliamento di Istituto Comprensivo di M. Castellani, e V. Montalti. Rel. prof. A. Boeri, corr. arch. G. Bernabini, K. Fabbri.

Progettare scuole sostenibili

1. Criteri di sostenibilità per gli edifici scolastici

Progettare scuole sostenibili

L’obiettivo della sostenibilità non può essere raggiunto senza un piano dei trasporti finalizzato ad agevolare e velocizzare l’ingresso e l’uscita degli studenti dai rispettivi istituti. • La salvaguardia del sistema del verde contribuisce a ridurre gli effetti delle precipitazioni intense, favorendo il controllo delle acque piovane e l’infiltrazione locale con suoli permeabili, Figura 14. Vista del percorso pedonale di gravando in misura contenuta sulle accesso all’asilo. condizioni spesso critiche dei sistemi fognari. È necessario proteggere e ripristinare le aree naturali esistenti mantenendo elevate percentuali di spazi aperti, rendere minima l’impronta sul suolo dei fabbricati e attrezzare a verde la massima quota di superficie possibile, anche mediante l’utilizFigura 15. Il giardino sul lato nord dell’asilo zo delle coperture. Il fattore vegetale è utilizzabile come parco di quartiere nei periodi di chiusura della scuola. Laboratocontribuisce a limitare il ricorso al conrio di Architettura Eco-efficiente, Facoltà dizionamento estivo contrastando gli di Architettura, Università di Bologna, a.a. 2008/09. Tesi Architettura per l’infanzia effetti delle isole di calore, dovute alle G. Olivieri Rel. prof. A. Boeri, corr. arch. G. differenze di temperatura tra aree diConti, A. Milan. versamente urbanizzate, con ombreggiamenti, scelte di materiali adeguati e superfici vegetali. • In termini di programmazione è necessario valutare in sede preliminare le potenzialità di sviluppo futuro dell’attività, prevedendone le fasi successive in maniera ambientalmente compatibile. Per meglio compensare l’impronta ecologica del fabbricato è opportuno prevederne l’integrazione con attività aperte alla comunità circostante, ampliandone il periodo d’uso e fornendo servizi integrativi di uso collettivo. • Per ridurre l’impatto ambientale complessivo del sistema urbano può essere opportuno promuovere l’uso integrato delle strutture architettoniche favorendo la compresenza di usi potenzialmente complementari. L’impronta ecologica della costruzione è maggiormente giustificata da usi continuativi anziché saltuari dell’edificio. Invece di realizzare diverse strutture indipendenti ad uso specifico, urbanizzando più aree di intervento, è in genere preferibile realizzare strutture polifunzionali in grado di assorbire, anche in orari differenziati, diversi livelli di fruizione.

1. Criteri di sostenibilità per gli edifici scolastici

Figura 16. Permeabilità delle superfici e attrezzabilità degli spazi: sistemazioni degli spazi esterni e parcheggi. Scuola secondaria di primo grado Orsini, Imola, 2009 arch. A. Dal Fiume. Foto: Settore Opere Pubbliche – Comune di Imola.

Figura 17. L’articolazione volumetrica del complesso aumenta le superfici disperdenti ma favorisce illuminazione e ventilazione naturale. Il sistema degli spazi aperti comprende aree esterne e patii. Polo scolastico Lama Sud a Ravenna, arch. G. De Carlo e Associati, 2008.

Figura 18. Vista del giardino caratterizzato dalla presenza di zone ombreggiate con pergole e rampicanti. Laboratorio di Architettura Eco-efficiente, Facoltà di Architettura, Università di Bologna, a.a. 2008/09. Tesi Architettura per l’infanzia E. Pasini Rel. prof. A. Boeri, corr. arch. G. Conti, E. Antonini.

1.2.2. Risparmiare risorse L’uso controllato delle risorse territoriali, materiali e ambientali è un elemento essenziale nella ricerca di sostenibilità. Nei precedenti paragrafi si è richiamata la necessità di perseguire approcci realmente sostenibili mirati all’economia e razionalità dei mezzi in rapporto agli obiettivi, evitando ogni forma di consumo superfluo. Si tratta in sintesi di conseguire il migliore risultato con il minore uso di risorse: alcuni aspetti di particolare attinenza agli edifici scolastici riguardano i temi in seguito segnalati. • Un primo aspetto riguarda il tema della sostenibilità, per tipologia e qualità, dei materiali impiegati, anche in riferimento all’ampia gamma di potenzialità legate all’evoluzione tecnologica. Questi devono essere salubri ed esenti da emissioni o manifestazioni patologiche, preferenzialmente rinnovabili e di caratteristiche certificate, con ridotto contenuto di embodied energy3. Per limitare lavorazioni e 3 Embodied energy, o energia grigia, rappresenta l’energia utilizzata nella produzione e lavorazione di un materiale o un componente, quindi in esso contenuta. Il concetto si applica all’intero ciclo di vita e produzione, riguardando l’estrazione delle materie prime, trasporto, lavorazione, assemblaggio, posa in opera, rimozione, disassemblaggio e decomposizione.

Progettare scuole sostenibili

Indice

Prefazione

Introduzione

1. Criteri di sostenibilità per gli edifici scolastici 13 1.1. Scuole sostenibili 13 1.1.1. Qualità delle scuole sostenibili 13 1.2. Strategie di sostenibilità: sito, risorse, scelte costruttive e clima 15 1.2.1. Strategie insediative 15 1.2.2. Risparmiare risorse 23 1.2.3. Scelta delle tecnologie costruttive 25 1.2.4. Clima e progetto 29 1.3. Strumenti e metodi per la valutazione di sostenibilità degli edifici scolastici 33 1.3.1. Criteri e metodologie di valutazione 33 1.3.2. Protocollo Itaca 34 1.3.3. LEED - Leadership in Energy and Environmental Design 37 1.4. Esperienze e scenari internazionali 43 1.4.1. CHPS-Collaborative for High Performance Schools 43 1.4.2. REDUCe-Energy Retrofit for Educational Building 48 1.4.3. BSF - Building Schools for the Future 50 2. Il programma di progetto: esigenze, obiettivi, criteri 2.1. Design brief 2.1.1. Il programma di progetto 2.1.2. Il Design brief negli interventi di edilizia scolastica 2.2. Le relazioni spazio-funzionali: analisi e schemi tipologici 2.3. Le prescrizioni normative 2.3.1. Il DM 18 dicembre 1975 2.3.2. Requisiti e standard degli ambienti scolastici: quadro normativo di riferimento

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3. Le prestazioni energetiche dell’edilizia scolastica 3.1. Quadro normativo di riferimento 3.1.1. La prestazione energetica

119 119 123

262

55 55 56 62 65 75 75

Indice

3.2. La certificazione energetica in Italia 3.2.1. Obblighi di certificazione energetica degli edifici pubblici 3.2.2. L’Attestato di certificazione energetica: scale e classi di prestazione 3.2.3. La targa energetica 3.3. Utenti consapevoli: condivisione e comunicazione 3.3.1. L’educazione ambientale e l’educazione allo sviluppo sostenibile

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4. Edifici sostenibili lungo tutto il ciclo di vita: la scelta dei materiali 4.1. Materiali, componenti e tecnologie per scuole ecologiche 4.1.1. La reversibilità e la riciclabilità come fattori di selezione 4.2. Strategie e sistemi di valutazione della sostenibilità in relazione alla scelta dei materiali 4.2.1. Il DfE per la selezione dei materiali 4.2.2. Il sistema LEED in relazione all’impiego dei materiali 4.2.3. I materiali nel Protocollo Itaca 4.2.4. CasaClima Nature

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5. Progettare spazi didattici efficienti e sostenibili 5.1. Luoghi per apprendere 5.1.1. L’uso del territorio ed il rapporto con gli spazi aperti 5.2. “La casa dei bambini”: strategie e relazioni spaziali 5.2.1. Involucro e soluzioni costruttive 5.2.2. L’uso della luce naturale e artificiale 5.2.3. Aria e ventilazione 5.2.4. Il benessere acustico 5.2.5. Sistema impiantistico e fonti rinnovabili di energia 5.3. La riqualificazione energetica degli edifici esistenti 5.3.1. Sicurezza e barriere architettoniche 5.3.2. Benessere e comportamento energetico

161 161 167 169 186 189 196 200 206 215 217 217

6. Progetti e realizzazioni 6.1. Sito e articolazione degli spazi aperti 6.2. Organizzazione funzionale e qualità degli spazi 6.3. Colore 6.4. Materiali e sistemi costruttivi 6.5. Luce naturale 6.6. Qualità ambientale e strategie energetiche

229 229 232 235 238 242 244

Bibliografia

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Sitografia

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Indice CD Rom

NIDI E SCUOLE D’INFANZIA Asilo nido e scuola dell’infanzia – Viserba (RN)

Centro scolastico – Nova Levante (BZ)

Donata Bigazzi

Wolfgang Simmerle

Asilo nido – Nichelino (TO)

Clapham Manor Primary School – London (UK)

Giancarlo Pavoni-Artech Studio

dRMM: de Rijke Marsh Morgan Architects

Asilo nido e scuola dell’infanzia – Nonantola (MO)

Centro scolastico Stanghe – Racines (BZ)

Francesca Sorricaro, ZPZ Partners

Lunz & Zöschg

Scuola materna – Pliezhausen (Germania)

Ampliamento della scuola elementare – Mezzago (MB)

D’inka + Sheible

Antonio Varisco

Centro d’infanzia “Cocoon” – Padova

Ampliamento dell’I.I.S. “Don Milani” – Montichiari (BS)

Fontana Atelier - ARUP Italia srl

Carlo Lazzaroni

Scuola materna di Ponzano – Empoli (FI)

Ampliamento scuole elementari e medie – Sovizzo (VI)

Marco Sala Associati

Dalla Vecchia Ing. Arch. Associati

Asilo nido “Il Balenido” – Casalecchio di Reno (BO)

Ampliamento dell’“I.T.C. Floriani” – Riva del Garda (TN)

Studio Tasca, Corrado Scagliarini

Provincia Autonoma di Trento

Scuola dell’infanzia di Ponticelli – Imola (BO)

CHPS: Maywood Academy High School – California

Alessandro Contavalli

WLC Architects

Polo scolastico Lama Sud – Ravenna

Scuola media “Pedagna” – Imola (BO)

Studio Giancarlo De Carlo e Associati

Andrea Dal Fiume

SCUOLE PRIMARIE E SECONDARIE

INTERVENTI DI RECUPERO

Complesso scolastico “La Romanina” – Roma

Scuola elementare a Casteldarne – Chienes (BZ)

Herman Hertzberger, Marco Scarpinato

E. Kurt, G. Mahlknecht, H. Mutschlechner Architekten

Scuola elementare – Ponzano Veneto (TV)

Scuola elementare F. Carchidio – Comune di Faenza (RA)

C+S Associati

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Indice CD Rom

NIDI E SCUOLE D’INFANZIA Asilo nido e scuola dell’infanzia – Viserba (RN)

Centro scolastico – Nova Levante (BZ)

Donata Bigazzi

Wolfgang Simmerle

Asilo nido – Nichelino (TO)

Clapham Manor Primary School – London (UK)

Giancarlo Pavoni-Artech Studio

dRMM: de Rijke Marsh Morgan Architects

Asilo nido e scuola dell’infanzia – Nonantola (MO)

Centro scolastico Stanghe – Racines (BZ)

Francesca Sorricaro, ZPZ Partners

Lunz & Zöschg

Scuola materna – Pliezhausen (Germania)

Ampliamento della scuola elementare – Mezzago (MB)

D’inka + Sheible

Antonio Varisco

Centro d’infanzia “Cocoon” – Padova

Ampliamento dell’I.I.S. “Don Milani” – Montichiari (BS)

Fontana Atelier - ARUP Italia srl

Carlo Lazzaroni

Scuola materna di Ponzano – Empoli (FI)

Ampliamento scuole elementari e medie – Sovizzo (VI)

Marco Sala Associati

Dalla Vecchia Ing. Arch. Associati

Asilo nido “Il Balenido” – Casalecchio di Reno (BO)

Ampliamento dell’“I.T.C. Floriani” – Riva del Garda (TN)

Studio Tasca, Corrado Scagliarini

Provincia Autonoma di Trento

Scuola dell’infanzia di Ponticelli – Imola (BO)

CHPS: Maywood Academy High School – California

Alessandro Contavalli

WLC Architects

Polo scolastico Lama Sud – Ravenna

Scuola media “Pedagna” – Imola (BO)

Studio Giancarlo De Carlo e Associati

Andrea Dal Fiume

SCUOLE PRIMARIE E SECONDARIE

INTERVENTI DI RECUPERO

Complesso scolastico “La Romanina” – Roma

Scuola elementare a Casteldarne – Chienes (BZ)

Herman Hertzberger, Marco Scarpinato

E. Kurt, G. Mahlknecht, H. Mutschlechner Architekten

Scuola elementare – Ponzano Veneto (TV)

Scuola elementare F. Carchidio – Comune di Faenza (RA)

C+S Associati

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Scuola media “Pedagna” – Imola (BO) Andrea Dal Fiume

Pianta piano terra.

Sezione longitudinale.

La nuova scuola media, completata nel dicembre 2008, sorge nel quartiere Pedagna di Imola, una zona di prima espansione residenziale degli anni ‘70, dove attualmente risiedono circa 20.000 abitanti. L’edificio, voluto dall’Amministrazione Comunale di Imola, è collocato in un’area adiacente alla pre-esistente scuola primaria ed è posto in stretta relazione con gli altri centri di servizio, sportivi, ricreativi, culturali e religiosi della zona. La nuova struttura è articolata su quattro piani, di cui uno interrato e tre fuori terra. Gli ambienti principali sono ospitati all’interno di due volumi, sfalsati e ruotati reciprocamente, così da dotare l’edificio della migliore esposizione alla radiazione solare. Internamente, il sistema di ballatoi che distribuisce alle aule si affaccia sullo spazio centrale, un luogo di relazione ed aggregazione, che contiene gli elementi di collegamento verticali e riceve luce dalla copertura completamente vetrata. Il progetto segue, in ogni suo aspetto, i principi di un edificio “passivo”; al fine di conferire all’involucro un’elevata resistenza termica sono utilizzate tecnologie a secco e abbondante isolamento in fibra minerale nei tamponamenti esterni, associati all’impiego di componenti vetrate a taglio termico ed elementi strutturali dotati di elevata inerzia termica. Viene inoltre promosso l’uso dell’energia solare per riscaldare, raffrescare, illuminare, ventilare e produrre energia elettrica, ottenendo così un fabbisogno di 37 kWh/m2 anno per il riscaldamento e di 6.6 kWh/m2anno per il raffrescamento.

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Scheda progetto Localizzazione: via Vivaldi 76- Imola (BO) Coordinate geografiche: 44°20'0"N 11°42'0"E Committente: Comune di Imola Responsabile del Procedimento: arch. Alessandro Contavalli Progetto architettonico: arch. Andrea Dal Fiume - Responsabile Settore Opere Pubbliche di Imola (BO) Coordinamento tecnico: Arklab - Studio di architettura Strutture: MEW - Manfroni Engineering Workshop Impianti: Metec&Saggese - Engineering Indagini geologiche: dr: Stefano Cappai Direttore dei lavori: arch. Andrea Dal Fiume Consulente ambientale: prof. Mario Grosso, arch. Luca Raimondo Consulente bioedile: geom. Loris Fantini Consulente acustico: ing: Alessandro Placci Impresa: Cesi soc. coop. - Cefla soc. coop. Inizio lavori: aprile 2007 Fine lavori: dicembre 2008 Superficie fondiaria: 16.011 m2 Superfice coperta: 4.365 m2

Superficie utile: 8.610 m2 Superficie verde: 9.980 m2 Importo totale dell’opera: 12.700.000 Euro

Lato est.

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Scuola media “Pedagna” – Imola (BO) Andrea Dal Fiume

Pianta piano terra.

Sezione longitudinale.

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Superficie utile: 8.610 m2 Superficie verde: 9.980 m2 Importo totale dell’opera: 12.700.000 Euro

Lato est.

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L’ingresso principale dell’edificio.

Lo spazio centrale contiene gli elementi di distribuzione verticali ed orizzontali.

Un’aula didattica.

La biblioteca posta al pianoterra è a servizio della scuola media e della scuola elementare preesistente.

Il fronte sud.

Sezione trasversale.

Qualità degli ambienti Il progetto della scuola media Pedagna è stato l’occasione per coniugare il tema della sostenibilità e del risparmio energetico all’esigenza di realizzare spazi per la didattica appropriati ai moderni metodi educativi ed adeguati per garantire la crescita dei suoi utenti. Di fondamentale importanza per assicurare il necessario continuum fisico e pedagogico tra le due strutture, è stata la scelta di collocare il nuovo edificio in prossimità della scuola primaria esistente, realizzata a metà anni ’80, con la quale viene condiviso l’utilizzo delle aree esterne, della mensa, di alcuni laboratori, della biblioteca e della direzione didattica. Il nuovo edificio è stato dimensionato in relazione al fabbisogno scolastico da soddisfare e può ospitare un massimo di 425 alunni. La scuola si presenta esternamente come un volume unitario, articolato su 4 piani e collegato all’esistente tramite un percorso, pensato per fungere da spazio espositivo e di relazione, che riceve luce dai tagli vetrati posti sulle pareti laterali.

La scelta di realizzare un edificio pluriplano, se da un lato risulta appropriata all’intorno urbano, caratterizzato da edifici prevalentemente sviluppati in altezza, dall’altro deriva dall’intento di salvaguardare il verde pubblico esistente. L’ampia percentuale di spazi verdi, deLa luce proveniente dalla copertura dà quastinati allo sport, ai campi ed al tempo lità agli spazi interni. libero è stata infatti mantenuta grazie ad una soluzione architettonica in cui la scuola occupa un lotto relativamente ridotto di circa 6.500 m2, lasciando numerose aree verdi a disposizione degli alunni e dei cittadini. La volontà di garantire la migliore esposizione del fabbricato alla radiazione solare, secondo i principi dell’architettura bioclimatica, ha accompagnato tutta la fase progettuale e ha portato alla definizione di un’articolazione razionale e di una distribuzione

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L’ingresso principale dell’edificio.

Lo spazio centrale contiene gli elementi di distribuzione verticali ed orizzontali.

Un’aula didattica.

La biblioteca posta al pianoterra è a servizio della scuola media e della scuola elementare preesistente.

Il fronte sud.

Sezione trasversale.

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Il controllo della radiazione solare è attuato attraverso tendaggi esterni e frangisole regolabili.

interna funzionale e flessibile. Planimetricamente è infatti possibile individuare, a tutti i livelli, la medesima logica distributiva che privilegia l’orientamento verso sud delle aule per la didattica ordinaria e dei relativi servizi igienici, a cui si contrappone l’allineamento lungo il fronte nord della biblioteca, della mensa, degli spazi amministrativi e per gli insegnanti e delle aule speciali. La collocazione dei diversi ambienti lungo i due lati maggiori porta alla definizione di una porzione centrale all’edificio, sviluppata a tutta altezza che contiene il tessuto connettivo verticale, scale ed ascensore, ed orizzontale, rappresentato dai ballatoi e dai percorsi sospesi per i collegamenti al piano. Quest’ampia zona di disimpegno è anche un luogo di relazione ed aggregazione ed è caratterizzata dalla presenza di una copertura completamente vetrata grazie alla quale si garantisce l’ingresso della luce naturale all’interno di tutto il fabbricato. Il taglio trasparente centrale risvolta verticalmente in corrispondenza dei due lati minori e individua in questa posizione i due ingressi principali alla scuola; all’atrio centrale si accede tramite una bussola vetrata che consente di mitigare lo sbalzo termico tra esterno ed interno.

Le lamelle dei frangisole intercettano i raggi solari in estate, consentendo l’ingresso della radiazione solare in inverno.

Caratteristiche costruttive Dal punto di vista strutturale l’edificio è realizzato in setti di conglomerato cementizio armato di 40 cm di spessore per gli elementi verticali e solette piane in c.a. di a cavi post-tesi per le componenti orizzontali. Tale soluzione, adottata per ragioni bioclimatiche, consente infatti di sfruttare il principio della “massa” e realizzare elementi dotati di una forte inerzia termica in grado di limitare il fabbisogno energetico. L’im-

piego delle solette piane permette da un lato una certa libertà nella suddivisione degli ambienti, sostenendo luci di notevole dimensione, dall’altro facilita la localizzazione delle componenti impiantistiche con una forte riduzione dei tempi e delle tecniche di realizzazione. Il linguaggio architettonico dei prospetti esterni risulta estremamente diversificato a seconda dell’esposizione solare e della destinazione d’uso dei locali. Il fronte sud, sul quale si affacciano le aule, è realizzato con una vetrata strutturale che consente di ampliare il contatto visivo con l’esterno ed aumentare la superficie di captazione solare; la vetrata, opportunamente schermata tramite una serie di frangisole mobili e tendaggi esterni, è realizzata con profili in alluminio ad alte prestazioni termiche e vetrocamera basso-emissivi, che garantiscono una trasmittanza termica pari a 1,1 W/ m2K. Il prospetto vetrato delle aule è scandito dall’inserimento di parti opache, dalla colorazione scura, che costituiscono i vani tecnici all’interno dei quali sono distribuiti verticalmente gli impianti, mentre in sommità forniscono il supporto per i pannelli solari destinati alla produzione di aria calda. A nord, la facciata risulta invece molto compatta e la continuità del rivestimento in laminato plastico è interrotta solo puntualmente dall’apertura di finestre verticali in corrispondenza dei laboratori e degli uffici. La parete esterna è realizzata con tecnologia “a secco” e presenta un potere isolante pari a 0,14 W/m2K; tale valore è raggiunto grazie all’uso di elementi in legno lamellare resistenti meccanicamente, la presenza di 22 cm di

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Il controllo della radiazione solare è attuato attraverso tendaggi esterni e frangisole regolabili.

Le lamelle dei frangisole intercettano i raggi solari in estate, consentendo l’ingresso della radiazione solare in inverno.

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La copertura vetrata.

Il torrino per l’estrazione del calore.

isolamento esterno in pannelli in fibra di kenaf, protetto da guaine traspiranti, e la realizzazione di una controparete in cartongesso per l’inserimento impiantistico. Anche in copertura è stata posta particolare attenzione nel limitare la trasmissione del calore; l’ultimo solaio è infatti La qualità acustica degli ambienti è assicurata inserendo a parete un rivestimento in costituito da una doppia soletta, in c.a. doghe di legno costituito da pannelli fonoautocompattante la prima e legno masassorbenti in MDF e a soffitto pannelli in fibra di poliestere 60x60cm, foratura 23%. siccio la seconda, distanziate da una coibentazione in fibra di legno dello spessore di 24 cm e da uno strato d’aria per la ventilazione naturale. La parte di copertura vetrata presenta una maglia strutturale metallica e vetri a doppia camera, con interposta una miscela di gas Argon; le lastre sono basso-emissive, temperate all’esterno e stratificate internamente e consentono un isolamento di 0,8 W/m2K. Internamente le pareti sono prevalentemente intonacate con pittura a base di argilla stesa su pannelli di fibra di gesso; le finiture rispondono all’esigenza di ottenere un elevato comfort acustico per migliorare la qualità degli spazi interni, in particolare quelli dedicati alla didattica. A questo scopo nelle aule sono inseriti, a parete o a soffitto, pannelli fresati e forati con materassino fonoassorbente in poliestere ad alta densità.

Parete ventilata lato nord realizzata con struttura leggera e rivestimento superficiale in pannelli di laminato hpl e vista del fronte nord dell’edificio.

Comportamento bioclimatico e componenti tecnologiche Sin dalle fasi preliminari dell’intervento, l’intento progettuale di realizzare un edificio sostenibile si è tradotto nella progettazione di una serie di soluzioni innovative dal punto di vista impiantistico. Sul fabbricato è stato infatti applicato un sistema tecnologico sofisticato, integrato all’involucro stesso, in grado di effettuare una serie di strategie passive ed attive, volte a ridurre il fabbisogno di energia in regime estivo e invernale.

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La copertura vetrata.

Il torrino per l’estrazione del calore.

Parete ventilata lato nord realizzata con struttura leggera e rivestimento superficiale in pannelli di laminato hpl e vista del fronte nord dell’edificio.

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Schema del funzionamento della ventilazione notturna dell’edificio: il flusso di aria fresca viene fatto entrare dalle aperture a vasistas posta alla base della facciata vetrata (in alto), esce dalle aule attraverso le serrande allineate lungo il corridoio (in basso), per poi essere estratto dai torrini in copertura.

Nel prospetto sud sono inseriti dei collettori solari ad aria, tipo SolarWall®, che si presentano esternamente come una lamiera di alluminio grecata e microforata e creano un’intercapedine stagna davanti alle facciate. Si tratta di un sistema passivo in cui l’aria viene preriscaldata, prima di essere inviata all’unità di trattamento aria posta in copertura e quindi immessa nelle aule, nei laboratori e nello spazio collettivo. La copertura è concepita come un grande vano impiantistico; accanto alle unità di trattamento aria e ai ventilatori sono posizionati dei collettori solari termici, del tipo a

Vista notturna dell’ingresso.

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sottovuoto, orientati a sud e inclinati di 45° rispetto al piano orizzontale. Questi ultimi occupano una superficie di 70 m2 e, grazie all’energia solare, permettono la produzione di acqua calda da impiegare ad uso igienico-sanitario e per integrare l’impianto di riscaldamento posto a pavimento. In tutti i locali scolastici, ad eccezione dei servizi, della cucina e della mensa, è infatti previsto un impianto a pannelli radianti a pavimento, collegato al sistema del teleriscaldamento cittadino, che funziona alle basse temperature e può essere impiegato anche per il raffrescamento estivo. Un importante contributo al conteniIl fronte ovest. mento dei consumi energetici deriva dal funzionamento dell’impianto geotermico costituito da condotti sotterranei posti ad una profondità media di 2 m. Il sistema si compone di 3 batterie di condotti e consente all’aria prelevata dall’esterno di scambiare calore col terreno, la cui temperatura media è di circa 12-13°; a seconda delle necessità si può ottenere sia il pre-riscaldamento che il preParticolare dei corpi illuminanti raffrescamento dell’aria di ventilazione. In regime estivo l’energia solare è efficacemente sfruttata per produrre freddo dall’impianto solar cooling, grazie al quale l’energia termica accumulata dai collettori è impiegata per generare acqua refrigerata e raffrescare gli ambienti. Per ridurre i consumi energetici in estate, durante i periodi di non utilizzo della scuola, si innesca una ventilazione naturale delle aule e degli spazi interni che sfrutta l’effetto camino; grazie all’apertura contemporanea dei vasistas interni ed esterni e delle serrande dei torrini di ventilazione posti sulla copertura dell’atrio si genera un flusso d’aria trasversale che assicura il free cooling estivo dell’edificio. In tutti gli ambienti sono adottati dispositivi per l’illuminazione artificiale ad alta efficienza e sistemi di controllo e supervisione degli impianti al fine di verificarne il buon funzionamento e quello delle strategie adottate. Gli accorgimenti tecnici utilizzati permettono di ridurre al minimo le dispersioni di calore e ottenere un edificio in “classe A”, secondo i parametri Casa Clima, con un consumo energetico inferiore a 30 kWh/m2 all’anno.

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Vista notturna dell’ingresso.

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