Tesi pastori gaia

Circular Building

un nuovo approcio per una progettazione sostenibile

Elaborato di: Gaia Pastori matr. 830725 Relatore: Prof.ssa Monica Lavagna

POLITECNICO DI MILANO Scuola di Architettura Urbanistica e Ingegneria delle Costruzioni

Progettazione dell’Architettura a.a. 2016/2017 Luglio 2017

Circular Building

un nuovo approcio per una progettazione sostenibile

Elaborato di: Gaia Pastori matr. 830725 Relatore: Prof.ssa Monica Lavagna

POLITECNICO DI MILANO Scuola di Architettura Urbanistica e Ingegneria delle Costruzioni

Progettazione dell’Architettura a.a. 2016/2017 Luglio 2017

L’architettura è troppo importante per essere lasciata agli architetti.

Giancarlo De Carlo

INDICE

Abstarct

9

Introduzione

11

Il Ciclo di vita dell’edificio e il Life Cycle design

15

I Principi dell’Economia Circolare

25

Come e Perchè Progettare “Circolare”

29

Progettare in layers

33

Recuperare o ristrutturare

36

55 Baker Street, Londra

37

Liander Offices,Duiven, Olanda

43

Progettare per l’adattabilità

48

Martini Hospital, gtoninger Olanda

51

Stadio Queen Elizabeth Olimpic Park, Londra

55

Progettare per il disassemblaggio

61

F87 Efficiency House Plus, Berlino

63

Metamorphose, Olanda

67

Progettare “banche materiali”

70

Project XX, Delft, Olanda

73

Brummen town hall, Brummen, Olanda

77

Il Primo Prototipo di Edificio Circolare firmato Arup

83

La struttura

86

La pelle dell’edifiico

89

I servizi

94

L’arredamento

95

Conclusioni

98

Bibliografia e Sitografia

102

Ringraziamenti

107

ABSTRACT

L’obiettivo della tesi è quello di individuare e analizzare alcuni progetti di architettura che si sono confrontati col tema della circolarità, attraverso paradigi progettuali orientati al Life Cycle Design, metodo che prende in considerazione l’intero ciclo di vita dell’edificio al fine di ridurne gli impatti ambientali. Questo approccio progettuale si ricollega ai recenti obiettivi che mirano a trasformare l’attuale economia lineare- estrazione, trasformazione, smaltimento- in un’economia circolare, capace di preservare e valorizzare il capitale naturale, ottimizzando i rendimenti delle risorse e riducendo al minimo i rischi ambientali. La tesi restituisce le principali strategie progettuali che mirano all’allungamento della vita degli edifici e dei loro componenti, al loro riutilizzo, ricostruzione o riassemlaggio. Questa analisi si sviluppa attraverso l’analisi di casi studio emblematici e del prototipo “circolare”, realizzato da Arup, che in un unico progetto sintetizza tutti i principi dell’economia circolare.

9

INTRODUZIONE

Negli ultimi duecento anni il nostro pianeta ha subito modificazioni molto rilevanti ad opera dell’uomo: solo alla fine degli anni ’70, quando per la prima volta nella storia dell’umanità la richiesta di risorse naturali per l’edilizia ha superato le capacità di rigenerazione della terra, ci si è resi conto che le risorse per non sono illimitate, tuttavia l’atteggiamento dei progettisti non è cambiato. L’iter progettuale non ha fatto altro che continuare a sfruttare risorse naturali e trasformarle in rifiuti. Questa situazione oggi è arrivata al limite come testimonia la comunicazione della Commissione delle Comunità Europe, “Verso una strategia tematica di prevenzione e riciclo dei rifiuti”, COM (2003) 301, che ha segnalato l’aumento dei rifiuti da costruzione e demolizione e la loro sempre maggiore complessità di riciclaggio data la crescente varietà dei materiali utilizzati nell’edilizia. L’esigenza di tutelare le risorse naturali, sempre più impegnate nei processi di produzione industriale, e, allo stesso tempo, di ridurre la quantità di rifiuti, sia urbani che industriali, recuperando energia e materia prima, impongono l’introduzione di una nuova modalità di progettazione.

Solo negli ultimi anni si sono sviluppate molte ricerche che dimostrano come poter progettare secondo un nuovo criterio in grado di riassorbire in un unico ciclo l’insieme delle variabili che fanno capo ai diversi segmenti del progetto: quello dell’assorbimento e trasformazione delle risorse; quello della gestione e manutenzione del prodotto e infine della sua dismissione al termine della vita utile. Così conservazione e riciclo diventano le parole chiave di una nuova strategia mirata a uno sviluppo ambientale sostenibile (E.Rigamonti, 1996).

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Dunque la strategia principale per contenere gli impatti ambientali è l’approccio progettuale al ciclo di vita, detto Life Cycle Design, un modo di progettare che prende in considerazione i carichi ambientali relativi a tutte le fasi di vita del prodotto. Per raggiungere questo obiettivo occorre operare particolari scelte tecnico-costruttive, come garantire la disassemblabilità dell’intero edificio, dei suoi componenti e dei materiali. Un altro aspetto essenziale è quello di preventivare, già in fase di progettazione, la durata dell’edificio; così diviene necessaria la presa di coscienza di una quarta dimensione, il tempo.

Questa nuova dimensione ci porta a riflettere su un tema altrettanto nuovo, ovvero quello della temporaneità: vi è infatti sempre più l’aspirazione a progettare architetture che durino un certo periodo e che siano facilmente modificabili nel tempo. In questo modo il tradizionale rapporto architettura-tempo viene superato in quanto i tempi di funzionamento degli spazi si riducono velocemente. Questa nuova filosofia del costruire impone ai progettisti un esercizio di umiltà poiché devono abbandonare l’antica aspirazione a consegnare ai posteri un’eccessiva quantità di edifici destinati a sfidare secoli (V. Giangemi, 2014).Così il progetto di architettura non ha più la finalità di “sfidare il tempo”, ma anzi di programmare e monitorare il tempo di vita di un manufatto; di conseguenza la durata dell’architettura diventa una variabile di progetto a tutti gli effetti.Constatare questa necessità di modifica nel modo di costruire impone l’accelerazione di processi, già in atto nei paesi del nord Europa, per promuovere la costruzione di architetture più flessibili e metaboliche. Si innesta in questo modo un processo di trasformazione sia sul piano teorico che quello tecnico-produttivo, verso un approccio opposto a quello classico della linearità. Ciò implica nuove linee guida e nuovi comportamenti. Viene così riscoperto il concetto dell’economia circolare, considerato rivitalizzante e rigenerativo per la progettazione poiché mira a mantenere in ogni momento i prodotti, i componenti e i materiali al massimo valore.

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Esistono casi studio che mostrano come i concetti dell’economia circolare possono essere applicati all’ambiente del costruito, dimostrando come modularità, versatilità e adattabilità sono caratteristiche preziose che devono essere privilegiate in un mondo in rapida evoluzione. Spostamento verso un’economia circolare significa non solo utilizzare meno risorse, ma anche creare e mantenere il valore degli edifici e dei loro componenti. I principi dell’economia circolare si stanno evolvendo in un modello coerente come dimostra il primo prototipo di Circular Bulding realizzato da ARUP che cerca di mettere a sistema tutte le strategie progettuali già applicate nel passato. È importante tuttavia sottolineare che questo nuovo concetto non dovrebbe ostacolare il design ma anzi dovrebbe essere utilizzato come catalizzatore per la progettazione di nuovi edifici, sempre più responsabili verso il nostro ambiente.

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IL CICLO DI VITA DELL’EDIFICIO E IL LIFE CYCLE DESIGN Lo studio delle tecnologie architettoniche comprende i processi di trasformazione che coinvolgono l’intero edificio quindi le tecniche di produzione, costruzione, assemblaggio e le tecniche di dismissione e riprocessamento. Le fasi dell’analisi del ciclo di vita diventano la metafora per interpretare il progetto di architettura contemporaneo, con il duplice scopo di introdurre la tematica della sostenibilità ambientale e iniziare a comprendere come essa possa contribuire al ripensamento dei percorsi progettuali in un‘ottica di sempre maggiore sostenibilità. Il modello convenzionale lineare1 del processo progettuale e costruttivo di un edificio non ha più efficacia poiché troppo limitativo e restrittivo, in quanto non affronta né le ricadute sull’ambiente provocate dalla costruzione e produzione dei materiali da costruzione, né la gestione dei rifiuti durante il cantiere e alla fine della sua vita. L’approccio al progetto deve dunque avvenire con una visione sistematica e ciclica della vita dell’edificio, ai fini di una sostenibilità dell’ambiente costruito nel lungo termine. Il progetto fa parte di questo ciclo ed è il momento fondamentale poiché vengono fatte scelte che riguardano i materiali, le modalità di assemblaggio dei componenti, le modalità di gestione del fabbricato e il trattamento a fine vita dei materiali. Possiamo schematizzare il ciclo di vita in sei fasi:

1. Con modello lineare si intende un processo che inizia con l’approvigionamento delle materie prime e termina con la demolizione totale dell’edificio.

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1. APPROVVIGIONAMENTO DELLE MATERIE PRIME

Questa prima fase richiede un processo di estrazione poiché le materie prime2 nel settore edile sono prevalentemente di tipo minerale (pietra, sabbia, ghiaia, argilla, silicati).Dopo averle estratte queste vengono trasportate presso gli stabilimenti produttivi.

2. PROCESSI DI PRODUZIONE E LAVORAZIONE

La maggior parte dei materiali edilizi non esiste in natura e per questo devono essere prodotti tramite complessi cicli di trasformazione industriale, vi sono però particolari casi in cui le materie prime vengono portate in cantiere senza subire alcuna lavorazione, questo è il caso della ghiaia.

2. Entità dotate di una propria consistenza fisica, di peso e di massa, capaci di adeguarsi a una forma e utili come base alle lavorazioni industriali- Giacomo Devoti, Gian Carlo Oli, il dizionario della lingua italiana, Le Monnier, Firenze 1971)

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3. TRASPORTO IN CANTIERE

4. COSTRUZIONE O ASSEMBLAGGIO DELL’EDIFICIO

In cantiere possono avvenire due tipi di operazioni: la costruzione in loco oppure l’assemblaggio dei componenti edili costruiti in fabbrica, definiti “prefabbricati. L’assemblaggio deicomponenti edili può avvenire con due modalità: “assemblaggio a umido” se le giunzioni sono effettuate con materiali umidi quali colle, malte, getti; se invece le giunzioni sono eseguite tramite connessioni meccaniche come viti, bulloni, incastri si parla di “assemblaggio a secco”. La scelta tra le due, definita in fase progettuale, va anche a determinare la fine di vita dell’edificio e dei suoi componenti: la modalità di assemblaggio a umido prevede una demolizione collettiva e comporta notevoli difficoltà di recupero e riciclaggio dei materiali.

Contrariamente l’assemblaggio a secco permette, a fine vita dell’edifico, lo smontaggio delle varie parti favorendo così il riuso dei suoi componenti e il riciclaggio dei materiali.

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5. USO E MANUTENZIONE

Nel ciclo di vita dell’edificio la fase di gestione è sicuramente la più impattante a livello ambientale: progettare in visione di una sostenibilità ambientale significa prevedere il comportamento dell’edifico durante il suo uso. Nonostante gli interventi sul costruito siano molto impattanti, le attività di adeguamento ma anche manutenzioni sono utili ed essenziali per prolungare la vita utile dell’edificio ed evitare la sua dismissione che comporterebbe notevoli costi ambientali per lo smaltimento ea sua volta alla nascita di un nuovo ciclo di vita. Dunque ai fini di una buona progettazione è necessario operare una scelta di soluzioni tecniche in grado di garantire la sostituibilità delle parti dell’edificio. Questa viene assicurata tramite l’utilizzo della tecnologia di assemblaggio a secco poiché favoriscono gli interventi di manutenzione senza giungere a demolizioni invasive.

6. DISMISSIONE DELL’EDIFICIO

Quando l’edificio termina il suo ciclo di vita utile inizia la fase di dismissione: questa può consistere o nella demolizione o nel disassemblaggio selettivo. I componenti, derivati dalla fase di disassemblaggio possono essere smaltiti in fabbrica, riutilizzati in un nuovo progetto oppure riciclati divenendo materie prime seconde.

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La separabilità dei materiali, la reversibilità delle operazioni di assemblaggio, la scomponibilità dell’edificio, la demolizione selettiva sono tutti scenari che favoriscono il riciclaggio dei materiali e la conservazione dei componenti, ma si tratta di scenari che per essere percorsi richiedono una progettazione del ciclo di vita.

Il Life Cycle Design , o Eco-design, è un metodo progettuale che considera l’intero ciclo di vita dell’edificio. Progettare il ciclo di vita dell’edificio significa essere consapevoli che ripercussioni ambientali delle le scelte progettuali si riversano su tutto il ciclo. Il Life Cycle Design si fonda sull’idea che un materiale si trasformi da una forma di vita utile ad un’altra, senza perdere la sua utilità residua alla fine del primo ciclo di vita utile, riducendo al minimo sprechi e consumi. Per riuscire a razionalizzare in fase progettuale i flussi delle diverse fasi del progetto edilizio, il Life Cycle Design suggerisce una metodologia di analisi del processo di costruzione e del suo impatto ambientale fase per fase.

Fase di pre-costruzione: in questa fase è necessario esaminare le conseguenze ambientali generate dal progetto di architettura, quindi orientamento, impatto sul paesaggio e materiali utilizzati. Considera inoltre l’impatto ambientale dovuto all’approvvigionamento dei materiali da costruzioni.

Fase di costruzione: in questa fase vanno indagate le modalità operative dei processi di costruzione e di gestione al fine di individuare soluzioni tecniche, impiantistiche e operative atte a ridurre il consumo di risorse. Uno degli aspetti principali nel Life Cycle design è una progettazione flessibile poiché permette agli edifici di potersi adattare a usi in continuo divenire e permette dunque di prolungare la loro vita utile, riducendo gli interventi di demolizione e ricostruzione e favorendo gli interventi di riqualificazione e ristrutturazione.

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Fase di fine vita : in quest’ultima fase si riversano le strategie di progettazione eco-efficienti concentrate sulla riduzione dei rifiuti di costruzione. Per poter recuperare e riciclare i componenti occorre preferire una demolizione selettiva, ossia una separazione materica tra i materiali che costituiscono l’edificio, favorita da metodi basati sulla costruzione stratificata e sull’assemblaggio a secco.

L’obbiettivo primario è di fatto quello di estendere la vita degli edifici. Se infatti un edificio ha un ciclo di vita ridotto, quindi ne decade la funzione e viene abbandonato oppure i materiali e componenti con cui è stato realizzato sono di scarsa qualità e ne hanno comportato un rapido decadimento prestazione, l’impatto sull’ambiente è elevato perché occorre un nuovo ciclo di vita per garantire edifici utilizzabili. È allora necessario andare ad intensificare l’uso degli edifici e renderli adattabili alla sovrapposizione di usi differenti, alla modificazione di conformazione degli spazi in relazione ai modi d’uso e all’ingrandimento o contrazione degli spazi in relazione alle esigenze. In pratica per rendere effettiva questa strategia di riduzione degli impatti sull’ambiente occorre optare per componenti edilizie facilmente diassemblabili e i cui materiali costituenti siano disaggregabili e riciclabili. Per realizzare un progetto sostenibile risulta allora importante andare a valutare le prestazioni del sistema tecnologico stabilite già nel 1999 seconda Agenda 21-CIB Sustainable Construction3 che consistono in:

3. Agenda 21 è il risultato finale del processo che il CIB ha dato inizio nel 1995. Si tratta di un’analisi scrupolosa del futuro, dei modi ottimali per intraprendere una collaborazione interazione di ricerca sull’innovazione del settore delle costruzioni.

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- Scelta e uso di materiali locali - Marcatura dei componenti - Materiali riciclabili - Minimizzazione dei trasporti - Sistemi costruttivi facilmente assemblabili/disassemblabili - Sistemi costruttivi riusabili - Manutenibilità nel tempo L’attenzione rivolta alla scelta dei materiali è molto importante perché si riversa in tutto il ciclo di vita dell’edificio.

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PROCESSO LINEARE DELLA VITA DELL’EDIFICIO

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LIFE CYCLE DESIGN

I PRINCIPI DELL’ECONOMIA CIRCOLARE Oggi le materie prime vengono estratte dall’ambiente, trasformate in prodotti e, infine, smaltite; questo è il processo tipico dell’economia lineare. Tuttavia il modello economico lineare viene sempre più contestato per il contesto in cui opera ed è quindi necessario un cambiamento profondo nel sistema operativo della nostra economia. L’economia circolare rappresenta dunque un’alternativa attraente e sostenibile che già alcune imprese hanno iniziato ad esplorare. Il rapporto “Verso l’economia circolare: motivazioni economiche e di business per una transizione accelerata”, commissionato nel 2012 dalla Ellen MacArthur Foundation4, istituzione leader per la promozione e lo sviluppo dell’economia circolare, è stato il primo a considerare le opportunità economiche e di business per la transizione verso il nuovo modello economico. Analizzando l’intera economia del nostro continente, il rapporto, descrive la capacità di produrre benefici significativi in tutta l’Unione europea. Come previsto dagli ideatori un’economia circolare è un continuo ciclo di sviluppo positivo che preserva e valorizza il capitale naturale, ottimizza i rendimenti delle risorse e riduce al minimo i rischi di sistema. L’economia circolare si basa su tre principi d’azione, ognuno dei quali affronta diverse sfide che le economie industriali sono solite affrontare.

4. La Fondazione Ellen MacArthur è stata fondata nel 2010 da Ellen MacArthur con sede a Chicago. Nasce con l’obiettivo di accelerare il passaggio all’economia circolare; sin dalla sua creazione è emersa come un leader di pensiero globale, stabilendo l’economia circolare all’ordine del giorno in tutto il mondo imprenditoriale, governativo e accademico.

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1. Conservare e valorizzare il capitale naturale Il sistema circolare seleziona materiali con saggezza e sceglie tecnologie e processi che utilizzano risorse rinnovabili o meglio performanti ove possibile.

Un’economia circolare aumenta anche il capitale naturale creando condizioni per la rigenerazione.

2. Ottimizzare i rendimenti delle risorse Ciò significa progettare per la ristrutturazione e il riciclaggio al fine di mantenere componenti e materiali che circolano e contribuiscono all’economia. I sistemi circolari massimizzano l’utilizzo di materiali biologici, perché consentono di estrarre materie prime biochimiche utilizzabili in applicazioni diverse.

3. Migliorare l’efficacia del sistema Ciò include la riduzione dei danni provocati dall’attività umana, come l’uso del suolo, l’inquinamento atmosferico, l’acqua e l’inquinamento acustico, la liberazione di sostanze tossiche e il cambiamento climatico.

In questo modo l’economia circolare cerca di ricostruire il capitale finanziario, produttivo, umano, sociale o naturale. Ciò assicura un maggior flusso di beni e servizi. Le risorse possono essere rigenerate o nel ciclo biologico o recuperate e ripristinate nel ciclo tecnico. Nel ciclo biologico vengono rigenerati materiali “disordinati” senza intervento umano. Per i materiali biologici, l’essenza della creazione di benefici consiste nell’opportunità di estrarre valore aggiunto da prodotti e materiali, facendoli scorrere attraverso altre applicazioni. Nel ciclo tecnico con l’energia disponibile e l’intervento umano vengono recuperati i materiali in maniera “ordinata”. I rifiuti non esisterebbero dunque se i componenti biologici e tecnici di un prodotto fossero progettati con l’intento di adattarsi a un ciclo dei materiali biologici o tecnici.

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Il diagramma di sistema illustra il flusso continuo di materiali tecnici e biologici attraverso il “cerchio di valore�.

Matetiali finiti

Enegia rinnovabile Rigenerare

Materiali sostitutivi

Ristabilire

Gestione del flusso rinnovabile

Agricoltura/Pesca

Rigenerazione

Componenti

Materia prima biochimica

Prodotti

Riciclo

Distribuzione

Rinnovare/ Ristrutturare

Condividere

Riusare/ Ridistribuire Mantenere/ Prolungare Consumatore

Utente

Raccolta

Raccolta

Produzione di materia prima biochimica

Minimizzare le perdite sistematiche

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Il concetto di economia circolare non è del tutto nuovo infatti, nonostante non abbia un’origine riconducibile a una singola data o ad un singolo autore, le sue applicazioni pratiche ai moderni sistemi e ai processi industriali si sono sviluppate dalla fine degli anni ‘70. Il concetto, inizialmente generico è stato poi sviluppato da diverse scuole di pensiero. Proprio a una di queste scuole nasce il concetto di Cradle to Cradle ™ e il relativo processo di certificazione legato al mondo della progettazione architettonica, questo pensiero nasce dal chimico tedesco Michael Braungart insieme all’architetto americano Bill McDonough. Questa filosofia di progettazione considera che tutti i materiali coinvolti nei processi industriali e commerciali siano nutrienti. La struttura Cradle to Cradle percepisce i processi del “metabolismo biologico” come modello per lo sviluppo di un flusso di “metabolismo tecnico” di materiali industriali. I componenti del prodotto possono essere progettati per il recupero continuo e la riutilizzazione come nutrienti biologici e tecnici all’interno di questi metabolismi. Questa scuola di pensiero mostra come questo concetto economico possa essere applicato a ogni scala, dalla produzione industriale dei materiali alla realizzazione di edifici.

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COME E PERCHÈ PROGETTARE “CIRCOLARE” Quando un nuovo edificio viene progettato e costruito è difficile immaginare che un giorno verrà demolito; ancora più difficile è progettare un edificio con materiali e componenti che possano essere riutilizzati o riciclati. Ancora oggi l’industria dell’edilizia segue un modello di economia lineare che prevedere fabbricazione e smaltimento e ciò porta ad un esaurimento delle risorse del mondo, per non prendere in considerazione gli impatti ambientali e sociali che comporta. Gli edifici vengono costruiti senza pensare al futuro e questa mancanza di attenzione rischia di lasciarci in eredità un’architettura obsoleta. Spesso un edificio diventa obsoleto e poi demolito non solo a causa della sua condizione fisica ma anche a causa della funzione che ospita, o per le normative e per i cambiamenti tecnologici. Questi problemi sono una grande sfida per l’industria edilizia. L’applicazione dei principi dell’economia circolare al settore delle costruzioni offre enorme ricompense poiché le risorse e i materiali vengono mantenuti in uso, e il loro valore viene conservato, piuttosto che consumarli o smaltirli. È molto importante conoscere quali siano le potenzialità di questo tipo di visione perché offre una grande opportunità per la popolazione e l’ambiente. Per raggiungere questo obbiettivo, i prodotti devono essere progettati per avere una vita più lunga, per poter essere riutilizzati, ricostruiti o riassemblati; così i rifiuti diventano la risorsa principale e fondamentale e vanno preferiti alle materie prime. Applicare il pensiero economico circolare agli edifici vuol dire selezionare i materiali, ridurre la produzione di rifiuti, aumentare l’efficienza delle risorse, progettare edifici adattabili e flessibili.

Questo nuovo pensiero ha richiesto soluzioni innovative per l’edificio circolare:

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- Noleggiare piuttosto che acquistare materiali e prodotti - Massimizzare la fabbricazione fuori sede -I materiali selezionati possono essere riutilizzati, ricostruiti o riciclati alla fine della vita -Scegliere connessioni meccaniche e push-fit piuttosto che adesivi per consentire la decostruzione -Evitare gli scambi bagnati -Disegno di progettazione che comprende pannelli intercambiabili - Il sistema elettrico è a bassa tensione e include lo stoccaggio di energia locale, facilitando la flessibilità futura e la facilità di manutenzione Per progettare edifici che soddisfino i principi dell’economia circolare è necessario che questi siano adattabili e che i materiali che li compongono possono essere recuperati e riutilizzati al fine del ciclo di vita. Assicurare che gli edifici possano essere smontabili concede loro la possibilità di essere rimontanti per nuovi usi e in altri luoghi; questo a sua volta riduce l’utilizzo di materie prime per la costruzione e quindi gli impatti sull’ ambiente. Possiamo rappresentare questi principi tramite uno schema in cui ogni anello rappresenta un modo per poter applicare l’economia circolare al mondo dell’edilizia, i tre cerchi più interni rappresentano i casi ottimali: il mantenimento dell’edifico esistente, la strategia più efficiente dal punto di vista delle risorse, la ristrutturazione di edifici esistentie il riparare edifici per allungare la loro vita. Nei tre cerchi più esterni l’attenzione è rivolta non all’intero edificio ma a i suoi componenti.

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CONSERVARE

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Per ridurre i rifiuti, allungare la vita dell’edificio e consentire il riciclo dei materiali alla fine della loro vita sono già stati applicati degli espedienti da alcuni progettisti nel passato. Seguendo la trattazione di David Cheshire, direttore regionale dell’AECOM5, possiamo classificare questi espedienti in cinque principi riconducibili ai concetti fondanti dell’economia circolare: PROGETTARE IN LAYERS

RECUPERARE O RISTRUTTURARE

PROGETTARE PER L’ADATTABILITÀ,

PROGETTARE PER IL DISASSEMBLAGGIO

PROGETTARE “BANCHE MATERIALI”

5. AECOM Technology Corporation è un’impresa di ingegneria multinazionale americana, nata nel 1990, che fornisce servizi di progettazione, consulenza, costruzione e gestione a una vasta gamma di clienti. L’impresa sta sviluppando nuovi modi per risparmiare acqua o promuovere energie rinnovabili, il loro impegno verso la sostenibilità porta l’innovazione, riduce i rischi e fornisce interessanti investimenti nel ciclo di vita del progetto.

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Progettare in Layers

Progettare in layers vuol dire riconoscere che i diversi componenti dell’edificio hanno durate di vita diverse e per questo motivo devono essere indipendenti in modo da consentire l’abbattimento e la sostituzione dei diversi strati senza andare a danneggiare quelli adiacenti. Questa metodologia consente di creare edifici semplici da mantenere, flessibili e adattabili, e consente più facilmente di recuperare i componenti alla fine della loro vita. L’architetto britannico Frank Duffy, esperto nella progettazione di uffici, ha proposto una progettazione in layers suddivisa in quattro livelli, ognuno dei quali ha una durata della vita diversa: l’involucro, i servizi, l’allestimento interno e l’arredamento.

RIVESTIMENTO STRUTTURA SERVIZI ALLESTIMENTO INTERNO ARREDAMENTO SITO 33

Struttura e involucro (50-75 anni) La struttura è la parte dell’edificio con una maggiore durata della vita e rappresenta dunque il fattore limitante per adattare un edificio ad un nuovo utilizzo. Se però l‘involucro e la configurazione interna sono indipendenti dalla struttura, l’edificio risulta più facilmente adattabile.

I servizi (15-20 anni) Generalmente i servizi sono inglobati nelle pareti o agganciati alla struttura rendendo così difficile o addirittura impossibile rimuoverli o sostituiti. Questo tipo di approccio permette l’accesso ai servizi tramite sistemi di pannellature rendendo così più facile la manutenzione e sostituzione.

L’allestimento interno (5-10 anni) L’ allestimento interno comprende le pareti divisorie, le finiture del pavimento e gli arredi incorporati. È importante che il layout interno sia progettato per essere facilmente riconfigurato a seconda delle nuove esigenze e che i componenti edilizi utilizzati siano facilmente disassamblabili e riciclabili poiché le ristrutturazioni interne producono generalmente un notevole volume di rifiuti.

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Arredo e attrezzature (giorni/anni) Questo ultimo livello comprende i mobili e le attrezzature e possono essere progettati per una vita breve, con materiali biologici. Molte case produttrici hanno preso a cuore questo problema e infatti troviamo tappeti biologici e mobili in cartone. Inoltre alcuni produttori offrono accordi di leasing che consentono ai clienti di affittare un prodotto piuttosto che comprarlo. Ciò permette ai clienti di avere una maggiore flessibilità nei loro spazi e al produttore di mantenere alte le proprietà dei prodotti.

L’idea di progettare per strati aiuta il progettista ad approcciarsi agli elementi dell’edificio in modo diverso; struttura e involucro sono progettati per essere adattabili e durare una vita, mentre gli interni sono pensati per essere facilmente smontabili e riutilizzabili.

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Recuperare e Ristrutturare Il concetto del recupero può essere riferito sia all’intero edificio che ai singoli componenti che lo costituiscono; recuperare un edificio significa dare priorità al rifacimento e al rinnovamento piuttosto che costruirne di nuovi poiché comporterebbe ad un’ulteriore produzione di rifiuti. Utilizzare edifici e materiali riciclati riduce la domanda di materie prime, inoltre l’utilizzo di moderne tecniche costruttive consente di produrre meno rifiuti. Il modo più efficace per ridurre i rifiuti prodotti in cantiere è quello di spostare più attività possibili fuori sede e di rendere più efficiente il lavoro sul montaggio dei componenti.

Approcciarsi all’economia circolare non vuol dire che l’industria deve creare cicli chiusi per i suoi componenti e materiali ma questi designati come rifiuti di industria, possono diventare una risorsa preziosa altri. L’incentivazione dei servizi di ritorno di vendite può essere un modo per assicurare che i componenti dell’edificio siano restituiti al produttore il quale si occuperà del riutilizzo o della ristrutturazione. Tuttavia nell’industria delle costruzioni questo tipo di mercato è ancora limitato e quasi sempre decidere di rifare o ristrutturare un edificio esistente anziché demolirlo e costruirne uno nuovo è un percorso difficile da seguire se si guarda solo l’aspetto economico.

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55 BAKER STREET, LONDRA , 2008 Architetto: Make Architects Area totale: 75.000m² Destinazione d’uso: alloggi, terziario, residenziale In occasione della riqualificazione di Baker Street si supponeva che il grande edificio per uffici risalente al 1950 dovesse essere demolito per consentire la costruzione di un nuovo centro polivalente. Al contrario Make Architects, studio di architettura con sede nel Regno Unito, propose una soluzione che preservava e valorizzava l’edificio esistente. Il progetto richiedeva un edificio in cui venivano massimizzati alloggi e uffici che comprendeva una parte di commercio al dettaglio. La trasformazione dell’edifico è caratterizzata dalla sezione centrale vetrata che si inserisce nell’originale “H block layout”. La sezione vetrata centrale racchiude un atrio spettacolare a sette piani, direttamente accessibile dal livello stradale e aperto al pubblico. Il pian terreno è dedicato a bar e ristoranti che servono i residenti della zona, gli impiegati commerciali e coloro che fanno shopping.

L’intero schema dell’edificio è stato progettato per ridurre al minimo l’impatto ambientale ed ottimizzare l’efficienza energetica, ottenendo in questo modo il grado di “Eccellenza” nella valutazione BREEAM (Building Research Establishment EnvironmentalAssessment Method).

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Vista dall’interno del grande atrio vetrato.

Struttura portante in acciaio al piano terra.

Sezione atrio vetrato

Struttura Mentre la maggior parte dell’edificio esistente è stata mantenuta, la sua struttura è stata razionalizzata grazie alla rimozione dei nuclei scale verticali e dalla costruzione di nuove porzioni di solai. Sono stati creati dei cavedi tetraedrici a tre campate a tutta altezza al centro di questa nuova parte dell’edificio per attirare la luce al suo interno. L’effetto scultoreo che contraddistingue il progetto distintivo si snoda non solo nelle facciate esterne ma viene riportato anche nel design dell’interno, dove le linee dritte e i piani piatti della struttura esistente si contraddistinguono dalle sfaccettature delle nuove facciate. La vera sfida ingegneristica è stata la sofisticata struttura in acciaio progettata per sostituire al piano terra i pilastri portanti.

Tecnologia Il progetto è inoltre caratterizzato da una tecnologia altamente sofisticata ed innovativa. La complessità di operare una ristrutturazione edilizia su una struttura di vecchio stampo suddivisa in 4 nuclei indipendenti è stata superata grazie a rilievi millimetrici tridimensionali e da un’analisi dei possibili movimenti strutturali.

I giunti strutturali sono stati minimizzati attraverso la creazione di pannellature cieche che assecondano i possibili movimenti tra i diversi blocchi. I nuclei scale e i vani servizi sono costituiti da corpi aggettanti dal nucleo principale dell’edifici, rivestiti con lamiere

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sagomate a diamante. La complessità della forma tetraedrica viene slanciata dalla complessiva forma a lama. La finitura delle lamiere con ossidazione argento crea un risalto ancora più acceso grazie alla contrapposizione con la pietra Portland esistente.

Considerazioni 55 Baker Street è considerata la sfida moderna all’innovazione e al restauro dimostrando come si possa ricreare una nuova vita in un edificio che si pensava destinato alla demolizione. Questo caso studio è esemplare per capire come effettivamente optare per una ristrutturazione piuttosto che un abbattimenscale nei corpi agto e una ricostruzione da nuovo può essere effetti- Nuclei gettanti vamente conveniente non solo dal punto di vista ambientale ma anche economico. Anche dal punto di vista estetico la ristrutturazione sembra essere la soluzione migliore perché riesce ad unificare la modernità londinese con il suo ricordo storico della città industriale. Contrariamente a quanto dice Alvaro Siza che “La tradizione è una sfida alla innovazione”, questo progetto mostra come tradizione e innovazione rappresentano il giusto equilibrio da raggiungere attraverso il progetto architettonico.

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LIANDER OFFICES,DUIVEN, OLANDA, 2015 Architetto: RAU Architects Area totale: 25.000 m² Destinazione d’uso: industustaiale

La trasformazione del business park della società di energia elettrica Liander fornisce una strategia per rilanciare immobili apparentemente obsoleti. Il complesso esistente era costituito da sei costruzioni quasi interamente mantenute, più dell’80%. Il nuovo intervento ha previsto l’aggiunta di un grande atrio coperto da un tetto iconico che collega i sei volumi visivamente, pragmaticamente e logisticamente. Si crea così un nuovo spazio che aiuta gli incontri e la comunicazione. Allestire le passerelle con funzionalità come un bar a caffetteria, saloni e postazioni di

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Complessoo industriale prima della ristrutturazione.

lavoro (flex) rende l’atrio pubblico il cuore battente dell’edificio. La circolarità è parte integrante del design, e infatti ha trasformato l’edificio anche in un deposito materiale. Per questo progetto è stato fatto un “passaporto materiali” che ci permette di conoscere quantità, qualità, possibilità di manutenzione, riutilizzo, riciclaggio di ogni materiale utilizzato

Le passerelle vengono usate come posti di lavoro flex.

Realizzazione della struttura metallica leggera.

Struttura La forma del tetto è ricavata da studi sull’ottimizzazione della ventilazione naturale. Alla realizzazione del tetto ha collaborato una società di montagne russe data la sua esperienza con strutture metalliche leggere. Le grandi facciate in vetro e i lucernari circolari fornico un’adeguata quantità di luce naturale e rafforzano il rapporto con il paesaggio, contribuendo a creare un ambiente di lavoro sano e piacevole. Per ospitare laboratori, laboratori, centri di formazione tecnica e uffici, gli interni esistenti dell’edificio sono stati completamente ristrutturati. Ogni piano è accessibile dall’atrio e visibile per tutti i gruppi di utenti per incoraggiare l’interazione. I piani interni dell’ufficio sono organizzati in base a un tipo di attività: l’officina per la collaborazione, la biblioteca per il lavoro concentrato e lo spazio ufficio “classico”. Uno dei vantaggi è che l’interno può essere adattato alle mutevoli esigenze con interventi limitati.

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Tecnologia Il mantenimento delle facciate degli edifici esistenti è importante dal punto di vista del riutilizzo e infatti viene posta una seconda pelle per evitare le perdite di calore. Questa seconda pelle è costruita in legno.

Tutto il legno, proveniente dalle vecchie bobine dei cavi, destinato alla bruciatura è stato utilizzato per gli elementi della facciata interna (50 % della facciata totale). Questo per evitare di utilizzare materiali nuovi, poiché comporterebbe ulteriore energia di produzione e rifiuto di materiali. Inoltre il legno da un aspetto caratteristico all’edificio e stabilisce un legame con l’azienda. Per ridurre l’impatto ambientale durante il processo di costruzione si è ricorsi a metodi di costru- Seconda pelle realizzata zione innovativi come l’utilizzo di facciate prefabbri- con il legno delle vecchie bobine. cate e alla separazione dei rifiuti.

Il sistema di ventilazione BaOpt si basa sulla domanda delle varie zone climatiche (es. Un ufficio, una camera flex, un corridoio, un atrio, una camera, ecc) sulla base della qualità dell’aria (CO2, temperatura, umidità) su cui sono regolate. Questo sistema genera movimenti d’aria caotici e confusi. L’effetto di ciò è che l’aria calda o fredda si miscela completamente, assicurando che non ci sia alcuna differenza di temperatura. L’Innovativo sistema di illuminazione a LED di Philips funziona a corrente continua in modo da ridurre le perdite di energia.

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Considerazioni Questo progetto mostra la sostenibilità di andare a trasformare un edificio, in questo caso un intero complesso, diventato obsoleto. L’intero edificio, compreso l’utente, produce energia positiva, cioè produce di più in 15 anni di quanto non la si usi. La Compagnia di energia elettrica ha trasformato la propria sede in un complesso sostenibile, diventando il primo progetto di rinnovamento nei Paesi Bassi ad ottenere il certificato BREEAM-NL6 la sostenibilità è intesa come ottimizzazione del sistema: meno materiali, meno energia, meno C02.

6. BREEAM è uno dei metodi più utilizzati al mondo di valutazione ambientale che stabilisce lo standard di bioedilizia di più alta qualità.BREEAM è un sistema di certificazione volontario, che definisce i criteri di progettazione, costruzione e gestione sostenibili attraverso parametri prestabiliti e facendo riferimento a standard riconosciuti.

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Progettare per l’adattabilità La maggiore mobilità e variabilità del lavoro, dell’abitare e del tempo libero, l’ibridazione delle forme di convivenza, la multiculturalità acquistano sempre più importanza nella società contemporanea e reclamano la possibilità di adattare la conformazione dello spazio abitativo a funzioni e usi differenti nel tempo. Progettare per l’adattabilità indica la possibilità di progettare edifici con una maggiore durata di vita. Ciò è possibile se progettando l’edificio si pensa a come nel tempo possa essere convertito a nuovi usi ed è quindi necessaria una particolare attenzione al disegno strutturale e alla configurazione interna. È raro che un edificio rimanga occupato per lungo tempo da uno stesso proprietario e che ospiti la stessa funzione, per questo motivo è necessario progettare una struttura capace di soddisfare le esigenze dei futuri occupanti, capace di accogliere un nuovo modo di lavorare o un importante cambiamento tecnologico che porta con sé nuove richieste spaziali. È importante capire la differenza che sussiste tra la progettazione flessibile e quella adattabile: costruire un edificio flessibile vuol dire permettere una facile riorganizzazione del suo allestimento interno per soddisfare le mutevoli esigenze degli occupanti; costruire adattabile vuol dire progettare pensando a come l’edificio possa essere facilmente modificato per prolungare la sua vita; ciò non vuol dire prevedere cosa succederà nel futuro ma bensì poter provvedere all’improvviso. Per costruire adattabile sono necessarie alcune strategie: - Investire più soldi e sforzi nella struttura dell’edificio piuttosto che sulle finiture;

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- Pianificare lo scenario ipotizzando diversi potenziali futuri per l’edificio per evitare che questo diventi obsoleto -Planimetrie semplici (la configurazione dello spazio che più si è dimostrata efficiente è quella rettangolare) poiché forme complesse comportano costruzioni più difficili da cambiare, estendere e adattare.

-Lavorare per layers poiché consente la separazione tra la “struttura primaria” durevole e la “struttura secondaria” a breve termine dove i collegamenti tra ogni elemento sono progettati per consentire la sostituzione di ciascuna parte senza pregiudicare gli altri sistemi.

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MARTINI HOSPITAL ,GRONINGER, OLANDA , 2008 Architetto: BurgerGrunstraarchitecten Area totale: 58.000m² Destinazione d’uso: ospedale Nel progetto dell’Ospedale Martini, il tema della flessibilità è stato elaborato in modo approfondito dall’architetto Arnold Burger del gruppo SEED. Il suo studio approfondito e la cura dei dettagli ha fatto sì che il Ministero della sanità pubblica, della pianificazione territoriale e dell’ambiente e il Ministero degli Affari economici hanno assegnato il progetto allo status dimostrativo IFD (metodo industriale, flessibile e smontabile). La facciata climatica della serra assicura una grande riduzione dei costi energetici e delle emissioni di CO2. Per soddisfare le esigenze del paziente e del personale, gli architetti hanno dedicato una particolare attenzione ai dettagli nel tentativo di creare un ambiente di guarigione per i pazienti. Peter Struycken, famoso artista olandese specializzato in colore, è stato incaricato di realizzare una tavolozza di colori per il nuovo ospedale.

Facciata climatica che assicura una riduzione dei costi energetici.

6. II governo olandese ha sviluppato un programma che combina la standardizzazione, la personalizzazione e l’adattabilità di costruzione industriale, flessibile e smontabile. I criteri per la progettazione di un edificio IFD includono integrazione e indipendenza di ogni parte dell’edificio, con un metodo costruttivo completamente a secco

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Varietà della colorazione interna.

Layout

Costui ha prodotto una matrice di 46 colori armoniosi applicati secondo il concetto della “mente flessibile” ovvero applicando casualmente i colori in tutto l’edificio senza che questi siano associati a particolari funzioni o camere. L’interazione di molti colori in combinazione con molta luce diurna comporta un edificio “leggero” e accogliente dove i pazienti e i professionisti si sentiranno a proprio agio.

Struttura La progettazione per blocchi di costruzione ha dato origine un layout molto chiaro e per questo si tratta di un ospedale ottimamente pianificato in termini funzionali. Un’altra caratteristica positiva del blocco di costruzione è il fatto di essere completamente intercambiabile sia durante la fase di progettazione sia nella successiva fase di utilizzo. Il sistema delle pareti modulari può essere smontato e riutilizzato per creare una nuova configurazione spaziale offrendo dunque una libertà di progettazione elevata ed è altamente innovativa. Un’altra caratteristica particolare è quella di avere una larghezza minore di 16 metri che consente la possibilità di avere una maggiore penetrazione di luce naturale. Vi è una zona centrale interna che può essere utilizzata invece per spazi che non richiedono luce naturale, ad esempio depositi, bagni e servizi. La struttura dell’edificio consente inoltre la possibilità di affittare delle sue parti ad altre funzioni nel caso in cui l’ospedale avesse necessità di meno spazio per svolgere le proprie attività.

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Tecnologia Il progetto è caratterizzato da sistemi di pannelli modulari, arredamento flessibile, e da servizi prefabbricati. I principi del IFD Design sono in particolar modo applicati nei piani delle camere: è possibile spostare le prese elettriche, le tubature dei gas medici e dell’acqua, i contatori e le armadiature. Il layout interno dell’ospedale può in questo modo essere completamente riconfigurato in base alle esigenze dei pazienti.

Flessibilità dei servizi nelle camere.

Considerazioni delle camere per La flessibilità è attualmente uno dei fattori più impor- Flessibilità i pazienti. tanti in un ambiente sanitario dove i rapidi sviluppi della tecnologia medica rendono difficile prevedere il futuro. Ecco perché è importare progettare un ospedale che duri per prossimi quarant’anni e che sia capace di adattarsi ad un futuro sconosciuto. Il Martini Hospital è un grandioso esempio di progettazione flessibile, in cui è possibile creare diverse configurazioni spaziali all’interno dello stesso progetto architettonico. L’edificio è adatto a ospitare altre funzioni come una scuola o uffici o addirittura può essere riempito con 250 abitazioni. Questo permette all’ospedale di avere una vera strategia di uscita che lo mantiene ad un livello molto più alto rispetto ad altri edifici.

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STADIO QUEEN ELIZABETH OLIMPIC PARK, LONDRA, 2012 Architetto: Populous Capienza: 80.000 persone Destinazione d’uso: impianto sportivo Il parco olimpio Queen Elizabeth è un complesso sportivo costruito in occasione dei Giochi Olimpici di Londra nel 2012. Il parco è stato realizzato su due livelli distinti, uno che si è concentrato sulla realizzazione di un luogo adatto ad ospitare le olimpiadi, uno che si è concentrato sulla creazione di un nuovo pezzo di città. Un aspetto importante di questo progetto è stata la progettazione dei “rifiuti”, il primo passo per ridurre la quantità di rifiuti generati. Emergono inoltre i vantaggi sui costi offerti dalla gestione e della trasformazione dei rifiuti in loco. Il team è stato inoltre in grado di ridurre ulteriormente i rifiuti grazie agli accordi presi con i fornitori. In questo caso il riutilizzo dei materiali è stato facilitato da una correlazione tra offerta e domanda di materiali e da un grosso spazio non lontano dal parco in cui poter archiviare le risorse fino a quando queste non venivano riutilizzate nel parco stesso o in un altro progetto. Un altro fattore importante è quello di facilitare il riutilizzo da parte di tutta la comunità: è necessario promuovere gli scarti alle persone locali tramite diverse reti.

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Struttura leggera ed elegante in bianco e nero Sezione costruttiva

Struttura Per la realizzazione dello stadio temporaneo sono stati esplorati forma, materiali, strutture e sistemi operativi innovativi per realizzare progetto coerente. Si sviluppano forme semplici, leggibili, che riducono al minimo il peso fisico, il tempo di fabbricazione e l’energia incaricata di ciascun componente, dando vita a una struttura compatta formata da connessioni smontabili. La struttura principale dello stadio è leggera ed elegante, chiaramente espressa dalla articolazione diagonale esterna dell’acciaio tubolare bianco del tetto e dall’acciaio nero interno che supporta il livello temporaneo di posti a sedere superiore. Tra questi due telai si trova la facciata costituita da ,striscioni di 2,5 m, posizionati in modo irregolare per consentire l’ingresso allo stadio dalla parte inferiore della struttura, tenuti in tensione da diversi cavi.

Tecnologia I criteri di sostenibilità in chiave di riduzione, riutilizzo e riciclo sono stati adottati per creare un design compatto, flessibile e leggero. Per fare in modo che lo Stadio possa essere facilmente riconfigurato per usi alternativi dopo i Giochi, Populous ha progettato lo Stadio per avere un tetto in PVC e una disposizione temporanea a livello, nonché “pod” all’aperto per ospitare stand e servizi igienici. I sedili in bianco e nero offrono uno sfondo neutro per il colore interno degli impianti e dei percorsi degli spettatori e l’animazione che gli spettatori portano all’evento.

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Considerazioni Per gli architetti Populous, la sfida è stata quella di costruire un luogo per 80.000 spettatori per vedere eventi olimpici e paralimpici che potrebbero facilmente essere adattati per essere utilizzati dopo i Giochi. Lo stadio olimpico è infatti progettato per essere una struttura molto leggera e per essere parzialmente decostruito. I disegni di progetto mostrano anche come i livelli superiore dello stadio potessero essere rimossi dopo le olimpiadi e di come lo stadio sarebbe diventato una sala da boowling e un centro di atletica. Il nuovo Stadio Olimpico è stato promosso ad esempio di “sviluppo sostenibile”, ma alcuni critici hanno messo in discussione sia la scelta architettonica ed il suo valore estetico e di idoneità come icona

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nazionale. Ad esempio, Ellis Woodman, critico di architettura, sul progetto si è così espresso: “Il principio di essere smontabile è benvenuto ... si dimostra un evidente interesse verso la creazione di una economia di mezzi e, come tale, è l’antitesi dello stadio di Pechino del 2008. Ma se questo è un risultato, non è un buon risultato architettonico. I termini di progettazione di ciò che stiamo vedendo è piuttosto poco emozionante”.

In seguito ai Giochi Olimpici una squadra di calcio ha dimostrato il proprio interesse per lo stadio come propria sede. Così il lavoro previsto per lo smantellamento in realtà è stato sostituito da un lavoro di rinforzo del tetto dello stadio che copre tutti i sedili del luogo, migliorando l’esperienza acustica e spettatore.

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Sittuazione stadio

attuale

dello

3DReid, uno studio di architetti londinese, ha ideato un nuovo concetto di costruzione adattabile basato sulla ricerca di parametri di progettazione, chiamati “Multiplace”, per diversi tipidi edifici. La ricerca di Multiplace ha portato a confrontare i diversi parametri dei diversi tipi di edifici e si è riscontrato che ci sono diverse sovrapposizioni e quindi diverse opportunità di adattabilità. I parametri analizzati sono: -altezza dei piani -edifici prossimi -profondità dei piani -disegno strutturale -rivestimento -circolazione verticale - i servizi.

Dunque è stato creato uno strumento per la generazione di oggetti strutturali come le tabelle e le classi di database. Applicato correttamente, l’utente potrebbe richiedere modifiche e, a meno che non fossero strutturali, potrebbero essere applicate rapidamente con minimi rischi e in tempi ridotti.Questo è sicuramente il primo principio del design urbano sostenibile. Se il successo dello spazio adattabile si raggiunge a un prezzo realistico, i proprietari possano modificare il mix degli usi senza alterare la costruzione delle coperture, massimizzando il ritorno in ogni momento e riducendo al minimo i costi e le spese di costruzione (Tim Gray, direttore 3DReid).

L’innovazione fondamentale di MultiSpace è la libertà di scegliere tra schemi di utilizzo misto e edifici di uso misto. La pratica ha già fornito un esempio di progettazione adattabile a Grosvenor Dock a Londra. Il Padiglione è stato concepito per fornire uffici o appartamenti residenziali accanto al Tamigi. La richiesta era quella di un edificio per appartamenti e per questo sono stati inseriti pannelli isolati dietro alcuni dei vetri per ottenere le prestazioni ambientali richieste. Questo dà un’ interessante varietà di trasparenza e opacità e il processo può essere invertito se c’è richiesta di utilizzare l’edificio per uffici in futuro.

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L’innovazione fondamentale di MultiSpace è la libertà di scegliere tra schemi di utilizzo misto e edifici di uso misto. La pratica ha già fornito un esempio di progettazione adattabile a Grosvenor Dock a Londra. Il Padiglione è stato concepito per fornire uffici o appartamenti residenziali accanto al Tamigi. La richiesta era quella di un edificio per appartamenti e per questo sono stati inseriti pannelli isolati dietro alcuni dei vetri per ottenere le prestazioni ambientali richieste. Questo dà una interessante varietà di trasparenza e opacità e il processo può essere invertito se c’è richiesta di utilizzare l’edificio per uffici in futuro.

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Progettare per il disassemblaggio Progettare per il disasseblaggio vuol dire progettare un edificio che dà la possibilità di riutilizzare ogni suo componente o addirittura l’intero edificio. Essere in grado di estrarre componenti intatti da edifici esistenti è una parte importante dell’applicazione dell’economa circolare. I materiali o componenti devono essere recuperati in modo da poter essere riutilizzati rigenerati o riciclati. Per portare a termine questi obiettivi è necessario progettare pensando a ciò che accadrà a ogni componente alla fine della loro vita. Un caso particolare è infine quello di progettare edifici che possono essere interamente decostruiti e utilizzati di nuovo. Per fare ciò è necessario avere informazioni approfondite sul progetto; oltre ai disegni del progetto è necessario un piano di decostruzione che aiuta a capire come demolire l’edificio e poi a come riassembrarlo.

La Ricercatrice Paola Sassi, Università di Perugia, ha proposto delle tecniche di costruzione per rendere un edificio completamente smontabile: -Accesso a ogni componente e fissaggio: incorporare elementi all’interno di altri elementi rende impossibile separarli senza che questi vengano danneggiati. Lo stesso vale per i fissaggi che devono essere facilmente accessibili per poterli aprirli.

-Privilegiare i fissaggi meccanici per la loro elevata smontabilità piuttosto che quelli chimici.

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-l fissaggio non deve contaminare altri elementi. Una particolare soluzione è quella che vede l’utilizzo di adesivi polimerici organici che possono essere bruciati sulle sezioni di metallo senza compromettere le qualità del nuovo acciaio.

-I fissaggi non solo devono essere meccanici ma è importante che siano durevoli.

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F87 EFFICIENCY HOUSE PLUS , BERLINO, 2011 Architetto: WernerSobek Area totale: 130 m² Destinazione d’uso: abitazione privata Questo modello di casa nasce da un concorso annunciato dal Ministero Federale dei Trasporti, dell’Edilizia e dello sviluppo urbano nel 2010. L’obiettivo della gara era quello di “mostrare lo stato di sviluppo della rete di efficienza energetica, edilizia sostenibile e di vivere [...] sulla base di una vera e propria costruzione, architettonicamente interessante progetto pilota di ricerca”. Un altro importante requisito del bando di gara era la completa riciclabilità della casa. La capacità di conversione e la flessibilità dovevano essere garantite senza compromettere il comfort dell’abitazione. La distribuzione degli ambienti è altamente flessibile e può essere mutata, senza interventi strutturali importanti, per soddisfare le mutevoli necessità.

Con 130 m2 distribuiti su due piani, la casa risponde alle esigenze di una famiglia della classe media tedesca. Le tre camere da letto, la cucina, il soggiorno, i servizi, un giardino interno su cui si affacciano i vari ambienti ed il garage sono organizzati all’interno di un parallelepipedo.

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Layout interno

Tecnologia F87 (Efficiency House Plus con Electromobility) è stato sviluppato da un team interdisciplinare sotto la direzione del professor Werner Sobek. L’architetto dimostra il potenziale di accoppiare i flussi di energia tra i veicoli elettrici e il nostro ambiente costruito. Questo concetto è architettonicamente realizzato attraverso una straordinaria struttura in vetro in cui tutti i sistemi tecnici di base sono posizionati in modo da formare un display a scala umana. Le facciate sono realizzate con un vetro a tripla camera e possono essere oscurate mediante un sistema di brise soleil in doghe di alluminio. Questo sistema è stato pensato per ridur- Il prospetto è un display a scala umana. re al minimo le dispersioni termiche per garantire l’illuminazione naturale. Pannelli fotovoltaici integrati con solare termico sulle pareti esterne e sulla copertura, unitamente a sistemi di pompe di calore, assicurano energia e riscaldamento.La struttura dell’edificio è costituita dapannelli di legno, coibentati con fibre di cellulosa verso l’esterno e con un ulteriore isolamento in canapa all’interno che garantisce un elevato isolamento acustico. La maggior parte delle connessioni sono realizzate mediante connettori a viti click e morsetti facilmente separabili. Sono quindi evitati adesivi per consentire la riconfigurazione e il riciclaggio. Tutte queste scelte nascono dalla necessitàdi soddisfare le esigenze di sostenibilità, per permettere un elevato grado di prefabbricazione e per permet-

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-tere un elevato grado di prefabbricazione e per permettere ai singoli componenti dell’edificio di continuare ad essere utilizzati dopo la sua dismissione.

Considerazioni L’edificio è attualmente abitato da una famiglia di quattro persone con un contratto di tre anni, al termine dei quali la costruzione sarà “riciclata“anche per usi diversi; il progetto pilota vuole infatti venir incontro alle richieste di mobilità urbana della società contemporanea, senza dover rinunciare al comfort abitativo degli occupanti. Il progetto non solo illustra la fattibilità di costruire case”del futuro” che generano un surplus significativo di energia, ma dimostra anche come gli edifici futuri possono essere progettati e costruiti per consentire il completo smontaggio e riciclaggio alla fine del loro ciclo di vita. L’approccio alla pianificazione impiegato dal team di progettazione si avvale di un “design sostenibile” a un nuovo livello, che incorpora nuovi concetti di energia e materiali innovativi.

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METAMORPHOSE, OLANDA,2001 Architetto: Xx Architecten Area totale: variabile Destinazione d’uso: variabile Lo studio di architettura olandese Xx Architecten ha un record straordinario nella progettazione di edifici smontabili che possono essere riposizionati per diversi scopi o i cuoi materiali e componenti possano essere completamente riciclati e tornare nella biosfera. Nasce nel 2001 olandesi il progetto Metamorphose che ha dato vita, con la stessa struttura smontabile e modulare, prima a un museo per bambini (Villa Zebra), poi a una scuola provvisoria (Villa Notenkraker) e infine a un mini-complesso di tre edifici (Villa Camera), in luoghi e tempi distinti.

VILLA ZEBRA, Rotterdam, 2001

Nella sua prima vita il progetto prese il nome di Villa Zebra , Children’s Hall of Art a Rotterdam. L’edificio, già al momento della sua progettazione era destinato a vivere 5 anni ed era pensato per essere completamente smontato e per potersi estendere o rimpicciolirsi a seconda del successo dell’impresa. La struttura dell’edificio è realizzata con travi modulari di 3,3 m in acciaio connesse meccanicamente tra loro.

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VILLA NOTENKRANKER, Rotterdam, 2007

Due anni dopo gli elementi costruttivi di Villa Zebra sono stati riutilizzati per una nuova combinazione. Anche questo secondo edificio fu progettato per vivere cinque anni. L’ edificio ospitava la scuola della comunità ed era caratterizzato da una facciata rossa che la fece ben presto diventare un nuovo punto di riferimento nel quartiere. In questa occasione l’edificio fu realizzato più lungo per poter aggiungere ulteriori aule, aggiungendo nuovi moduli di 3,3 m . La scuola contava nove aule, aree comuni e una biblioteca.

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VILLA CAMERA, Hilversum, 2013

È questa la terza ed ultima reincarnazione del progetto Metamorfosi. In questo caso Villa Notenkraker dopo essere smantellata ha dato vita a tre diversi edifici. Una parte è diventata una piccola scuola, una parte è stata aggiunta ad un edificio esistenze del porto, e infine la terza parte ha dato vita a Villa Camera. Si tratta di un piccolo edificio progettato per Facility House Broadcast Group , situato nel Parco della città di Hilversum, ed è utilizzato come studio associato. Inaugurato nel 2013, è stato ammirato la combinazione tra architettura espressiva e natura.

Considerazioni Questo progetto è significativo perché non solo mostra come progettare un edificio completamente smontabile ma anche come rimontarlo. Progettato per la prima volta solo sedici anni fa ha già vissuto tre vite e soddisfatto le diverse esigenze che man mano sono sorte. Nel 2018, dopo 5 anni di vita, Villa Camera sarà di nuovo smontata e darà vita a un nuovo edificio capace di soddisfare le esigenze di nuovi utenti.

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Progettare “banche materiali” L’ultimo principio è quello di progettare edifici che fungono da “banche di materiali”. All’interno dell’economia circolare infatti ogni materiali che compone l’edificio deve essere dichiarato per poter permettere una facile separazione dei componenti. La durata probabile di ciascun materiale deve essere presa in considerazione per scegliere quale è più adatto all’edificio in questione. Ciò vuol dire che si è riservata particolare attenzione alla scelta di materiali e prodotti da costruzione i quali, classificati in materiali tecnici e biologi, possono essere o mantenuti in un ciclo industriale di riciclaggio o riutilizzo o restituiti alla biosfera.

I materiali biologici sono quelli che possono essere restituiti alla biosfera, definiti quindi biodegradabili: ad esempio una trave in legno può prima essere utilizzata per la struttura di edifici, poi come elemento non strutturale, poi formare un pannello di fibre e infine essere utilizzata per produrre biogas. La professoressa Sassi propone una classificazione in quattro categorie di materiali biodegradabili: - Materiali di origine vegetale, utilizzabili dopo una lavorazione minima (es: legno di bambù, sughero, canapa); - Materiali di origine vegetale legati da una resina o in una maglia (es: pareti interne realizzate con argille, canapa e paglia o pavimenti in linoleum realizzati con juta, olio di lino e resina naturale); - Materiali di origine vegetale utilizzati per la produzione di prodotti adesivi e altri polimeri (es: proteine naturali per la produzione di materie plastiche biodegradabili); - Materiali sintetici biodegradabili (es: plastica biodegradabile).

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I materiali tecnici sono invece quelli che vengono conservati all’interno dei cicli industriali. I componenti tecnici vengono utilizzati soprattutto per la struttura dell’edificio, per gli impianti e le attrezzature. Anche questi devono essere progettati per poter essere recuperati per il riutilizzo o il riciclaggio. Tra i materiali tecnici rientrano anche le materie plastiche che possono essere classificate in termoplastiche, che possono essere fuse e riformate, e termoindurenti, che al contrario sono caratterizzate da processo irreversibile i quindi non possono essere riciclati. Uno dei modi per mantenere i materiali tecnici in circolazione è quello di allontanarsi dall’idea che i consumatori posseggano i prodotti verso il concetto che le persone sono utenti che acquistano un servizio. Questo perché quando le persone acquistano un prodotto diventano responsabili della sua manutenzione, riparazione e smaltimento. Quando invece gli utenti acquistano un servizio, il produttore ha interesse per tutta la vita del prodotto ed è responsabile del suo smaltimento. Ciò dovrebbe incentivare i produttori alla progettazione di prodotti che possono essere riparati, aggiornati e smontati a fine vita. Questo consentirebbe loro di mantenere in circolazione più a lungo i materiali riducendo così notevolmente la quantità di materia sprecata.

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PROJECT XX, DELFT, OLANDA , 1999 Architetto: Jouke Post Area totale: 1900 m² Destinazione d’uso: terziario Project XX è un progetto sperimentale per un complesso di edifici a Delft. L’architetto Jouke Post si trovò a dover progettare una serie di edifici per uffici con una durata limitata (20 anni) dati i cambiamenti inevitabili nella tecnologia e nella gestione aziendale.

Da qui il nome del progetto: venti come gli anni della sua vita in numero romano.

Struttura La struttura portante è principalmente in legno laminato -Swedlam LVL- scelto per la durata, il costo, la resistenza, ma soprattutto la potenziale riciclabilità.

Le colonne e le travi sono collegate tra loro tramite aste e bulloni in acciaio per facilitare la costruzione e decostruzione. I piani degli uffici sono caratterizzati da una pianta libera senza partizioni interne consentendo così una grande flessibilità interna. Inoltre il primo piano può essere facilmente eliminato così da creare uno spazio alto 8 metri che può essere utilizzato come edificio industriale.

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Sezione strutturale.

Struttura lasciata a vista.

Tecnologia Per progettare per la decostruzione e la flessibilità è necessario fin dall’inizio del processo valutare le potenzialità delle soluzioni progettuali e dei materiali.

Quattro sono stati i principali criteri che hanno guidato questo progetto: • Materie prime deperibili • Materie riutilizzabili direttamente • Materie riutilizzabili con piccole modifiche • Materie completamente smontabili riciclabili La scelta dei materiali è molto importante se si vuole minimizzare gli impatti sull’ambiente: tutti gli elementi costruttivi dell’edificio sono stati classificati a seconda della loro durata e della loro capacità di riutilizzo; la maggior parte dei materiali sono stati scelti per durare 20 anni ed essere poi recuperati. Dal momento che non tutti i materiali hanno la stessa durabilità è necessario che ogni parte dell’edificio possa essere smantellato separatamente. Per aumentare il potenziale di recupero dei materiali vengono utilizzati alcuni semplici accorgimenti come per esempio lasciare la facciata totalmente indipendente dal telaio strutturale, utilizzare solo connessioni meccaniche evitando così l’uso di colla. Tra i materiali utilizzati nella costruzione ci sono legno, cartone, utilizzato per i condotti di ventilazione, e sabbia. La facciata è costituita da vetrate modulari prefabbricate, caratterizzate da un triplo vetro che garantisce alti livelli di isolamento

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eliminando così la necessità di sistemi di riscaldamento meccanici supplementari. Il tetto è tenuto in basso da un sistema di pesi che si estende lungo il perimetro dell’edificio. Anche questa è una strategia per poter rimuovere e recuperare tutti i materiali della copertura. I canali dei servizi elettrici e i fori per le tubazioni sono anch’essi prefabbricati e sono posizionati nei pannelli del pavimento. Già in questa costruzione vengono usati materiali riciclati: le fondazioni in calcestruzzo e il piano terra contengono il 20% di aggregati riciclati. Il piano terra è separato dall’isolamento termico con un foglio sottile in modo che il pavimento possa essere facilmente sostituito o riciclato.

Considerazioni Completato nel 1999 Project XX è destinato ad essere smantellato nel 2019. Alla fine di vita tutti i materiali dell’edificio possono essere smontati in componenti che possono essere riutilizzati o riciclati. Inoltre l’edificio è sufficientemente flessibile per consentire il cambio di utilizzo da uffici ad un edificio industriale.

Pianta flessibile degli uffici.

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BRUMMEN BRUMMENTOWN TOWNHALL, HALL,BRUMMEN, BRUMMEN, OLANDA , 2013 A : RAU Architects Architetto rchitetto: RAU Architects A totale: 3000 m² Area rea totale: 3000 m² D d’uso: Municipio Destinazione estinazione d’uso: Municipio Il comune di Brummen desiderava per la nuova sede un edificio che durasse 20 anni. La risposta a questa richiesta è un progetto completamente smontabile che utilizza materiali da costruzione riutilizzabili e rinnovabili senza rinunciare ad un alta qualità. Il nuovo edificio sorge su un edificio storico del 1890. RAU ha scelto di inserire attorno alla villa una prolungamento di due piani a forma di U. Il nuovo edificio sostituisce l’estensione esistente dagli anni ‘80. La costruzione di layout compatto e flessibile abbraccia la villa monumentale. Le varie parti dell’edificio sono raggruppati intorno Le varie alla parti costruzione, dell’edificio in cui sono è possibile raggruppati un’interaziointorno allacontinua ne costruzione, tra vecchio in cui è possibile e nuovo.un’interazione L’area trasparente continua tra vecchio pubblica interna eènuovo. formata L’area dallotrasparente spazio creato pubblitra ca interna vecchio eè nuovo. formata Questo dallodesign spazio compatto creato tra vecchio assicura e nuovo. linee corte Questo e promuove design la compatto collaborazione assicuratra linee i dipencorte e promuove denti.

Le qualitàladi collaborazione questo edificio trastorico i dipendenti. vengono Le qualità di questo mantenute intatte, edificio restaurate storico vengono dove necessario, mantenute e intatte, restaurate collegate ad un nuovo dovetetto necessario, in vetro. e collegate ad Sun truttura nuovo tetto in vetro.

La struttura per nuovo tetto completamente in vetro è costituita da un sistema di travature in legno. I calcoli strutturali per la costruzione del legno hanno

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Copertura in vetro sorretta da una struttura orizzontale lignea .

anche dovuto tenere conto del rischio di cedimento e del peso della costruzione di vetro che supporta.

Data infatti la pesantezza del vetro è stato necessario inserire anche una struttura linea orizzontale. Il vetro è molto resistenze e può essere calpestato per manutenzione.

Tecnologia Piuttosto che utilizzare materiali poco costosi, l’edificio minimizza l’utilizzo di calcestruzzo e incorpora una varietà di materiali di alta qualità che saranno smantellati e restituiti ai produttori. Per esempio i componenti in legno prefabbricati possono essere facilmente smantellati e riutilizzati in un altro edificio. Il design modulare non solo consente un facile smontaggio ma ha anche comportato una riduzione significativa sui tempi di costruzione. Il 90% dei materiali del nuovo blocco può essere smantellato e riutilizzato a fine vita. Dopo questo periodo solo l’edificio più antico rimarrà sul sito.

Considerazioni Inaugurato nel 2013, il municipio ha ricevuto un premio dallo stato olandese per l’architettura sostenibile. Il municipio è il primo edificio al mondo concepito completamente come deposito delle materie prime.

L’edificio per questo ha ricevuto il primo “passaporto dei materiali”; tutte le materie prime sono catalogate rendendo così noti tutti i dettagli, come per esempio il loro prezzo o la destinazione per una possibile

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seconda vita. Per raggiungere il risultato previsto e convincere i fornitori, il coinvolgimento intenso di un team composto da esperti economici e l’architetto Thomas RAU, esperto in economia circolare, è stato necessario per guidare il processo di progettazione e costruzione. È importante sottolineare come coinvolgere i fornitori già in un momento molto precoce della fase di progettazione abbia portato ad un alto grado di circolarità. Il progetto ha portato ad un modo completamente nuovo di guardare gli edifici e dimostra come edifici modulari e “circolari” sono adatti ad ospitare funzioni temporanee.

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PRINCIPI PROGETTAZIONE CIRCOLARE

55 BAKER STREET

LIANDER OFFICES

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MARTINI HOSPITAL

OLIMPIC STADIUM

F87 HOUSE

VILLA CAMERA

PROJECT XX

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BRUMMEN TOWN HALL

IL PRIMO PROTOTIPO DI EDIFICIO CIRCOLARE DI ARUP “Molti hanno cercato di applicare i principi dell’economia circolare all’ambiente costruito. Partecipando a questo esperimento, il nostro obiettivo è stato quello di verificare se questo approccio potrebbe essere ampiamente adottato. L’edificio circolare mostra come attraverso la collaborazione e la tecnologia digitale, possiamo progettare edifici dove i materiali possono essere riutilizzati”.

- Stuart Smith, direttore, Arup Il prototipo “Circular Building” mette a sistema tutte le strategie, precedentemente analizzate, in un unico progetto, dimostrando come questo sia risultato di un nuovo modo di progettare in cui architetti e costruttori pensano all’intera vita loro prodotti.

In occasione del “London Design Festival”, che si è svolto dal 17 al 25 settembre 2016, Arup in collaborazione con FRENER & REIFER e BAM ha creato il primo Circular Building, un’installazione che funge da prototipo dell’economia circolare eretto al di fuori del Building Center. Con questo progetto il team di architetti ha cercato di capire come l’industria possa lavorare verso lo spreco zero e dimostrano come l’approccio circolare cambierà profondamente il modo di progettare. L’industria delle costruzioni fornisce infrastrutture, uffici e case essenziali per le nostre città e quartieri, ma ciò comporta un enorme impatto sull’ambiente, questo perché opera nell’ambito di un’economia lineare di “fabbricare, utilizzare, smaltire”. Se l’industria sta migliorando le pratiche, lo smaltimento dei rifiuti rimane un grande problema.

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anche i danni ambientali causati dall’estrazione dei materiali e l’energia utilizzata per formarli in materiali da costruzione. Nasce da queste problematiche l’idea dell’edificio circolare:questo prototipo a scala reale è progettato e costruito in modo intelligente con materiali che possono essere rimossi con un minimo di danni, aiutando ogni componente a mantenere il suo valore.

“Volevamo costruire un prototipo: avremmo preso una serie di componenti dell’industria delle costruzioni, li avremmo messi insieme, avremmo fatto un edificio”, spiega Smith. “Allora li avremmo separati e li avremmo riportati nella catena di approvvigionamento. I fornitori allora sarebbero responsabili della ristrutturazione, per ripristinare tutti questi materiali “.

Questa nuova visione ingegneristica sulla circolarità dei materiali è resa possibile solo dalle tecnologie digitali. L’edificio diventa una risorsa materiale, un archivio per uso futuro. La tecnologia digitale legata al progetto utilizza “tag” per tutti gli elementi, dalle finestre ai singoli fissaggi, ognuno con un codice QR contenente le informazioni legate al suo riutilizzo.

“Al tempo stesso scegliamo materiali con un basso impatto energetico e basse emissioni di carbonio. Potremmo fare un modello digitale completo e introdurre l’idea di passaporti materiali nel nostro lavoro”, afferma Smith. “Perciò, quando avremmo smantellato l’edificio, avremmo un elencocompleto di tutto quello che avevamo usato.”

L’edifico è costituito da 5 diversi layers,:il sito (location), la struttura; la pelle (rivestimento); i servizi (elettricità / idraulica / riscaldamento, ecc.), e infine l’arredamento quindi i mobili e tutte le cose che riempiono le nostre case. I diversi elementi hanno diverse caratteristiche temporali.

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La Struttura

Generalmente le strutture sono costruite da una gamma limitata di materiali, acciaio, cemento armato, legname o muratura, e sono pensate per durare 60 anni. Ciò significa che la struttura ha un lungo ciclo di vita. Le strutture che vengono demolite oggi sono molto diverse da quelle che si usano attualmente e per questo rendendo difficile il riutilizzo dei materiali strutturali. struttura portante verticale

A causa del volume e dell’utilizzo di materiali ad alta intensità energetica, la struttura offre una grande opportunità per mitigare gli impatti ambientali negativi derivanti dall’utilizzo dei materiali.La struttura portante verticale dell’edificio circolare è progettata per essere smontabile e riutilizzabile. Si tratta di un sistema in acciaio ed è costituita da pezzi provenienti da altri progetti. Le dimensioni dell’edificio sono state regolate in base alle lunghezze d’acciaio disponibili.

L’acciaio è uno dei materiali più forti e più utilizzati al mondo e viene talvolta definito un materiale permanente perché una volta che viene realizzato rimarrà in esistenza per secoli, spesso in uso continuo per molti anni. Quando la sua vita utile è finita, l’acciaio può essere riutilizzato e quasi sempre riciclato.

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Struttura portante orizzontale Per quanto riguarda la struttura del solaio sono state esplorate più opzioni per l’approvvigionamento di travi di legno recuperate, tra cui il recupero di legname vittoriano (attualmente rimosso da un altro sito a Londra). Queste opzioni tuttavia non erano fattibili per questo progetto, ma è stata comunque un’occasione per apprendere importanti lezioni sulle barriere di riutilizzo del legname in costruzione.Il legname utilizzato per creare il pavimento degli edifici è stato fornito dal gruppo TravisPerkins, raccolto e realizzato in Svezia. Il legname di abete è certificato PEFC, ciò che proviene da foreste ben gestite che preservano gli habitat, i paesaggi, i valori sociali ed economici. I travetti del pavimento del legno potranno essere riutilizzati grazie all’ausilio della banca dati interna di BAM per legname riutilizzato poiché,dato che non esistono percorsi di riutilizzo stabiliti per il legname trattato, il riciclaggio è problematico. Per questo motivo il gruppo e esaminerà l’idoneità del legname per il riutilizzo. Nel peggiore dei casi, il gruppo TravisPerkins recupererà l’energia dai legnami come parte della sua rete di riciclaggio e di recupero.

“A TravisPerkins Group, stiamo lavorando per applicare principi di economia circolare nel nostro business, quindi siamo stati molto contenti di essere coinvolti. Abbiamo fornito il pavimento in legno contrassegnato con un codice QR contenente tutte le informazioni necessarie per il riutilizzo “, - JezCutler, responsabile della sostenibilità del gruppo TravisPerkins.

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Le connessioni “L’industria usa solitamente un sacco di adesivi. Per questo progetto abbiamo fatto in modo di avere solo viti. Abbiamo utilizzato un sistema unico per bloccare gli elementi dell’edificio in modo da poterli separare, metterli sul retro di un camion e spedirliin un nuovo sito “. -Simon Anson, Arup Project Architect La struttura è progettata e costruita in modo intelligente utilizzando materiali che possono essere rimossi e riutilizzati. Arup ha chiesto a Lindapter di sviluppare connessioni in acciaio per fissare i pannelli di tetto, i pannelli a parete e le vetrate al telaio in acciaio. La scelta è caduta su questa azienda perché anch’essa condivide i principi dell’economia circolare, ed infatti i prodotti Lindapter forniscono flessibilità, longevità, facilità di decostruzione e potenzialità di riutilizzo o riciclaggio. Lindapter ha progettato e realizzato una connessione a morsetto, costituita da morsetti a sfera in acciaio tipo B e da una piastra metallica stretta in grado di fissare gli elementi alle travi in acciaio senza creare fori. Il morsetto a scatto marcato CE ha permesso di allineare rapidamente i pannelli in posizione.I morsetti sono stati rapidamente disinstallati, consentendo un facile processo di decostruzione, pur preservando l’integrità e quindi il valore dei componenti.

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La pelle dell’edificio

La pelle dell’edificio serve per protegge gli occupanti e controlla l’ambiente interno. Il rivestimento di un edificio può essere fatto da una vasta gamma di materiali ed è progettato per durare mediamente vent’anni. La pelle ha un impatto significativo su quanta energia l’edificio utilizza per l’illuminazione, il riscaldamento e il raffreddamento. Le norme di prestazione sono enormemente cambiate nel tempo, per cui i rivestimenti degli edifici più vecchi non soddisfano i requisiti contemporanei. L’edificio circolare è rivestito di prodotti e materiali progettati per la decostruzione, la ricostituzione e il riciclaggio.

Il rivestimento esterno «Per il rivestimento abbiamo usato Accoya», dice Smith. “Accoya è un po’ come un gioco, è una pianta di legno in rapida crescita, ma viene trattata attraverso un processo chiamato acetilazione, meglio descritto come” legno marinato “. Immaginate quando abbiamo imbevuto i nostri conkers in aceto, che fondamentalmente indurisce il legno e ferma i movimenti di umidità all’interno del legno. Ottieni la durata di un legno duro in modo da poterli usarle di nuovo e di nuovo; è un materiale favoloso “.

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l legno Accoya® rappresenta un importante sviluppo della tecnologia del legno e consente una fornitura costante di legno massello solidamente dimensionato e non tossico. Un materiale ideale per la produzione di prodotti in legno ad alte prestazioni. Accoya si basa sull’acetilazione di piantagioni di querce, il gold standard della scienza del legno da oltre 80 anni.

La performance di Accoya nelle applicazioni in legno all’aperto è ben documentata dopo decenni di esami sul campo presso istituti di ricerca in tutto il mondo.

I lucernari I sistemi dei lucernari sono firmati VELUXModular Skylights (VMS)e sono stati progettati in collaborazione con gli architetti dello studio Foster + Partners. I prodotti VMS hanno elevate credenziali di sostenibilità, con eccezionali prestazioni energetiche. Hanno una durata prevista di 30 anni o più e sono facilmente smontabili e riciclabili. Nella fabbricazione e tantomeno nell’installazione non vengono utilizzate colle adesive. Il design completamente modulare consente di sostituire le unità senza compromettere le strutture esistenti e i mezzi di fissaggio a vite che rimangono incontaminati e consentono di inserire moduli di ricambio.

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La facciata vetrata Il pannello in vetro utilizza vetro non rivestito, che migliora la sua riciclabilità senza introdurre impurità nel ciclo del materiale. Una volta terminata la vita dell’edificio se le unità sono rotte vengono restituite al fornitore che provvederà alla produzione di vetro puro.

Il rivestimento interno Il progetto internamente è rivestito con un legno certificato Cray2Cradle ®7. Questi pannelli sono realizzati con scarti agricoli e colle naturali. Rispetto alle altre alternative di rivestimento in legno che ci sono sul mercato, questa offre migliori proprietà strutturali e di resistenza al fuoco. Per l’assemblaggio vengono utilizzati solo fissaggi meccanici che consentono la decostruzione dei pannelli.

7. La certificazione Cray2Cradle ® valuta i prodotti sulle seguenti categorie: salute dei materiali, riutilizzo dei materiali, energie rinnovabile e gestione del carbonio, gestione dell’acqua, equità sociale. A ogni prodotto viene assegnato un punteggio per ogni categoria in modo che i produttori sanno quale aspetto migliorare

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Membrane impermeabilizzanti La membrana circonda l’edificio in uno strato impermeabile e traspirante. Le giunzioni tra le membrane sono state rifinite in modo da consentire la rimozione e la riutilizzazione delle membrane. Il materiale comprende materiali riciclati.

L’isolamento Le pareti sono isolate con quattro tipi di isolamento, ciascuno dei quali si avvicina alla circolarità in modo diverso.

-Areogel Il gruppo di ricerca Proctor Group Ltd ha sviluppato Spacefill, un isolamento unico e altamente efficace per l’utilizzo all’interno della struttura a parete solida.L’installazione avviene tramite iniezione ed è estremamente rischioso soprattutto perché la rimozione della lastra e dell’intonaco è costosa, distruttiva e può portare alla rimozione di intonacature. Per questi motivi è stato intrapreso un progetto di monitoraggio lungo tutto l’anno per dimostrare la reversibilità e la possibilità di rimuovere completamente l’isolante.

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-Isolamento ecologico Ecovactive I prodotti Ecovactive vengono realizzati utilizzando rifiuti agricoli combinati con il micelio - “Colla della natura” e funghi. Ne risulta così un prodotto sicuro, sano, sostenibile facile da installare e resistente al fuoco. Per ora questo tipo di isolamento è disponibile in quantità limitate per progetti selezionati.

-Rockwoll Tutti i principali ingredienti grezzi utilizzati nella produzione di lana di roccia di ROCKWOOL - basalto, diabase e anortosite - sono estratti da una ricca riserva naturale. La lana di roccia è trattata con leganti e oli minerali raffinati che rendono il materiale stabile e idrorepellente.

-Isolamento Inno-Therm L’isolamento acustico inno-therm è realizzato in 80% denim riciclato.Anche questa soluzione rientra nell’idea di Economia circolare per il suo isolamento termico e acustico a bassa emissione di carbonio in cotone.

Il rivestimento interno I pannelli acustici AutexT sono fabbricati da P.E.T. riciclati (bottiglie di plastica). All’interno dell’economia circolare ,AutexTinnovativamente invece di andare a sprecare materie prime ha deciso di trasformare le bottiglie di plastica in prodotti acustici esteticamente gradevoli. AutexT mira a operare utilizzando i processi sempre più efficienti dal punto di vista energetico.

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I servizi

I servizi permettono all’edificio di vivere poiché forniscono l’alimentazione per collegare prese e apparecchi, comunicazioni per dispositivi digitali, acqua pulita, il riscaldamento e il raffreddamento negli spazi interni. I servizi sono tipicamente progettati per durare quindici anni. L’innovazione tecnologica si riversa in modo importante anche su questa parte dell’edificio. Le nuove tecnologie rendono obsolete le soluzioni esistenti, distruggendo il valore residuo potenziale dei sistemi nel momento in cui vengono rimossi da un edificio.

L’interno del prototipo ha un’atmosfera rustica, ma la semplicità è solo un’illusione. La casa è estremamente intelligente, ricca di sensori che si prendono cura dei comfort degli occupanti, ma anche controllano l’energia. Tutti i sistemi in casa sono alimentati con corrente diretta da una batteria situata fuori dalla casa. La ventilazione meccanica con unità di recupero di calore (MHVR) è stata progettata e costruita da Arup usando plastiche riciclate, lattine per bevande e il motore di uno scooter elettrico. Grazie al modello digitale ci è voluto meno di un mese per avere un prototipo funzionante che dimostra lo straordinario potenziale della stampa 3D nell’industria dell’edilizia.

Vi è un innovativo contenitore dessicanteche controlla la condensa nei vetri.

L’illuminazione viene controllata utilizzando componenti utilizzati nelle precedenti esposizioni e installazioni di Arup che saranno utilizzati in futuro. Molti dei raccordi di luce sono controllati usando Bluetooth e tecnologie a basso consumo, eliminando la necessità di contenitori di controllo separati. Tutti i servizi sono controllati utilizzando un processore open source di RaspberryPi.Nell’edificio circolare anche i servizi sono progettati per essere aggiornati e riutilizzati.

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Arredamento

L’ultima parte per completare un edificio è di certo l’arredamento quindi tutti gli oggetti di uso quotidiano con i quali gli occupanti si confrontano direttamente. Questi oggetti possono rimanere nell’edificio per un tempo indefinito e una volta che raggiungono la fine della loro vita diventano rifiuti domestici. Le opportunità economiche circolari qui sono enormi: idee come il leasing invece di vendere, la riparazione e l’aggiornamento, i progetti di condivisione di comunità e la sostituzione con i servizi digitali contribuiscono in una continua trasformazione dell’ambiente interno.

Il contenuto dell’edificio circolare è stato preso in prestito o affittato ove possibile. Le piastrelle non sono incollate, rendendo così più facile restituirle al fornitore per il riutilizzo o la rielaborazione, mentre il tappetino d’ingresso è realizzato in materiale riciclato. La scrivania è realizzata con il design open source e la fabbricazione CNC. Le televisioni sono oggetti di seconda mano ricondizionati acquistati tramite eBay, mentre le tavolette sono presi in prestito da un tecnico di ristrutturazione e riutilizzo di apparecchiature informatiche.

Le sedie per ufficio hanno la certificazione Crade2Cradle ® e il divano è realizzato in materiale riciclato.L’edificio circolare è stato progettato per la flessibilità di utilizzo, con spazi facilmente adattabili. Anche se questo è un mantra comune per i progettisti, la flessibilità delCircular Building è stata spinta oltre le migliori pratiche. I sistemi di scaffalatura sono infine flessibili e l’illuminazione, può essere controllata dal proprio telefono

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“Anche se non sono ancora applicate, le idee dell’economia circolare stanno crescendo. Abbiamo ottenuto una risposta massiccia, non avremmo potuto farlo senza che il resto dell’industria della costruzione ci aiutasse. […]È un passo importante nella costruzione e nell’ingegneria. È molto emozionante e probabilmente spenderemo il prossimo decennio cercando di capire come erogarla. Trasforma il modo in cui utilizziamo i materiali,dove li prendiamo, cosa facciamo con loro e come li usiamo “ - Stuart Smith

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CONCLUSIONI

Ogni progettista deve considerare che le proprie architetture, realizzate oggi, si interfacceranno con il contesto per i prossimi quaranta/sessant’anni per cui la tematica della riduzione degli impatti ambientali va compresa ora per poter vedere i suoi frutti nel futuro. Ne risulta così che il Life Cycle design deve essere un presupposto imprescindibile per il progetto contemporaneo. Gli edifici non devono più essere concepiti come risultati di un progetto ma come una fase del processo edilizio che continua oltre la sua realizzazione per tutta la vita utile fino alla previsione degli scenari di dismissione. All’interno di questo radicale ripensamento del processo progettuale, dei processi di trasformazione dell’ambiente costruito e del ruolo dell’architetto, l’eco-efficienza sta diventando uno dei requisiti di progetto che contamina scelte formali e tecniche a diversa scala. Il Life cycle design è un processo di analisi facile a dirsi ma effettivamente non così semplice da affrontare poiché serve una competenza specifica a supporto del progetto. I progettisti non sempre riescono in fase progettuale a rispondere in modo completo a tutti gli aspetti richiesti dai protocolli della sostenibilità ambientale e quindi il tentativo è spesso quello di perseguire solo alcune strategie e di proporre un’architettura che, anche se parzialmente, riesca a contribuire alla riduzione degli impatti ambientali.

Inevitabilmente la complessità aumenta proporzionalmente alle variabili che si mettono in campo ma allo stesso tempo aumentano anche le opportunità di gestione del progetto. La prassi “progettazione-produzione-costruzione” sta portando ad uno sviluppo di tecniche innovative, all’innovazione degli strumenti di progettazione, come il BIM (bulding information modeling), con con-

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-eguente evoluzione dei profili professionali. Tuttavia è da considerare che nella prassi progettuale attuale, sottoporre il proprio progetto alle regole di salvaguardia nei confronti dell’ambiente, ovvero al computo dei flussi di materia e energia, all’analisi degli impatti ambientali come conseguenza delle scelte tecniche e materiche, all’individuazione e applicazione di nuove strategie progettuali è letta nella maggior parte dei casi come un onere enorme.

Strategie di progetto del ciclo di vita dell’edificio sono stati già messi in atto, forse in modo evocativo e provocatorio, da alcuni professionisti avanguardisti che sposano la nuova concezione dei flussi di materiali.Tuttavia qualche impulso positivo va lanciato per far comprendere come questa opportunità debba incoraggiare la prassi progettuale a un rinnovamento. Ad oggi risulta indispensabile che il progettista faccia delle ipotesi sullo scenario di vita utile, o per lo meno che proponga scenari alternativi al fine di poter in qualche modo ottimizzare il ciclo anche al variare di alcuni parametri. Un problema importante da superare risulta essere quello dell’obsolescenza funzionale e tecnologica, soprattutto, come emerso, nel settore del terziario e commerciale in cui le continue innovazioni tecnologiche mettono a dura prova la capacità dell’edificio di mantenersi funzionale allo scopo.Lo scenario futuro prospetta infatti edifici non più come costruzioni statiche, costruite e fatte per durare, ma organismi interiettivi alle sollecitazioni dell’ambiente esterno in funzione delle richieste dell’utenza interna.

Questa tesi vuole dimostrare come l’economia circolare possa essere applicata all’architettura. L’allineamento favorevole dei fattori tecnologici e sociali oggi può permettere la transizione ad un’economia circolare e infatti il nuovo modello economico sta crescendo sempre più forte. La soluzione è quella di pensare al di là delle richieste immediate per l’edificio e considerare le potenziali prossime vite dell’edificio stesso e dei suoi componenti. I principi dell’economia circolare li possiamo riscontrare già in alcuni edifici, in particolare nell’Europa del nord, realizzati negli ultimi 10 anni.

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I casi studio selezionati come esemplari mostrano come il concetto di economia circolare può essere applicato al progetto tramite principi e metodologie diverse. Queste nuove idee rispondono alla necessità urgente di rallentare e invertire la crescente domanda di materie prime e gli impatti ambientali e sociali connessi. Ad oggi vi è un unico progetto esemplare al cui interno possiamo ritrovare tutti i principi dell’economia circolare ed è l’edificio di Arup con il quale il gruppo di architetti spera di aprire un’ampia discussione all’interno dell’industria edile su approcci più sostenibili e su un eventuale passaggio alla cosiddetta economia circolare - un approccio dove le risorse vengono utilizzate più e più volte.

Il tema della sostenibilità dovrebbe far parte di ogni progetto di architettura contemporanea, dobbiamo comunque considerare che non è possibile affidare solo alla tecnologia la responsabilità di ottenere ambienti con un alto livello di comfort e a basso impatto ambientale. La sostenibilità deve essere un elemento trasversale ai vari temi dell’architettura, un elemento intrinseco e fondamentale che non oscura gli altri aspetti presenti bensì li integra e completa. (Mauricio Cardenas, Architetto titolare dello Studio Cardenas)

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RINGRAZIAMENTI Un ringraziamento speciale va rivolto alla professoressa Monica Lavagna per la sua professionalità, l’aiuto e i preziosi consigli per la stesura della tesi.

Ringrazio i miei genitori per avermi permesso di intraprendere questo percorso.

Grazie a mia nonna e alle mie zie per l’immenso aiuto che mi hanno dato e che non smetteranno mai di darmi.

Ringrazio Alex per la sua pazienza e per avermi sempre capita senza che avessi bisogno di spiegarmi.

Grazie a Francesca e Ginevra per aver sempre creduto in me e avermi supportata, sono sicura di avervi rese fiere di me.

Grazie a mio fratello per avermi fatto capire che la scuola non è tutto nella vita.

Un sincero grazie ai miei compagni con i quali ho condiviso questi anni fantastici e che in poco tempo si sono dimostrati veri amici.

Grazie a Serena per la compagnia nei nostri viaggi e per i suoi preziosi consigli.

Ringrazio infine tutti i parenti e amici qui oggi per condividere con me questo traguardo importante.

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