Riccardo Zerbinati - Progettazione Architettonica e Valutazione Economica by Riccardo Zerbinati

ANNO/YEAR

PRIMO SEMESTRE/FIRST PERIOD

PROGETTO SOSTENIBILE DI ARCHITETTURA SUSTAINABLE PROJECT

#MASTERPLAN #RESIDENZIALE / RESIDENTIAL #CROSS LAM #PAGLIA / STRAW

Gruppo 4 - Marco.Tocco Giulia.Valentino Riccardo.Zerbinati

e d i f i c i edifici ecocompatibili

Le abitazioni costruite con materiali naturali hanno la loro origine con l’inizio degli insediamenti umani. Le loro caratteristiche principali, erano la sicurezza, e la facilità di costruzione. Le case in balle di paglia vennero inizialmente utilizzate dai pionieri del Nebraska nella seconda metà del 1800, in concomitanza con l’invenzione della macchina imballatrice. La scarsa reperibilità di materiali come legno e pietra indussero i coloni di quel tempo a cercare una valida alternativa e ad inventare un nuovo modo di edificare. Con l’avvento delle moderne tecniche edilizie, i materiali “poveri” sono stati via via abbandonati; solo di recente si stanno riscoprendo all’interno del settore della bioedilizia e della bioarchitettura, grazie soprattutto alle loro valide e superiori qualità tecniche ed energetiche.

NEBRASKA

i n

b a l l e

vantaggi dei materiali ecocompatibili

I vantaggi dei materiali naturali da costruzione come la terra cruda, la paglia, il legno non trattato, sono molteplici. La paglia è un materiale naturale e sano (non è fieno perciò è anallergico), ed è il sottoprodotto della raccolta dei cereali; viene usata normalmente come foraggio per animali, ed è facilmente reperibile e rinnovabile. Un edificio costruito con tale materiale permette di abbattere le emissioni di anidride carbonica in atmosfera, riducendo l’impatto ambientale e creando un ambiente più salutare ed armonioso. Le sue caratteristiche tecniche risultano pari o superiori ai normali materiali edili. Una struttura edificata in tal modo inoltre risulta essere altamente ecocompatibile, sia per la ridotta quantità di scarto prodotto in fase di costruzione, sia per l’alta riciclabilità dei componenti utilizzati. Normalmente è preferibile utilizzare paglia derivata da grano, segale ed orzo; questi hanno migliori proprietà chimico-fisiche. La forma delle balle di paglia deve essere rettangolare e la compressione deve essere massima, così da ridurre la possibilità di assestamenti significativi successivi alla costruzione dei muri. L’unica energia indispensabile per il suo utilizzo, è l’Energia Grigia, quella necessaria alla raccolta, all’imballaggio e al trasporto in cantiere.

p a g l i a esempi di edifici costruiti in paglia

tipologie costruttive

GREB

rappresenta il metodo costruttivo originale, sperimentato dai coloni del Nebraska.

è il sistema costruttivo di origine canadese.

Le balle di paglia sono posizionate come blocchi da costruzione, a giunti sfalsati, e sono fissate tra loro con paletti in legno; in cima un cordolo in legno, che distribuisce i carichi del tetto su tutta la lunghezza dei muri, che a loro volta portano il peso del tetto. L’intera struttura è ancorata alle fondazioni con picchetti di legno, cinghie e cavi verticali in acciaio da 4mm. Le fnestre e le porte sono inserite all’interno di controtelai inseriti nel muro, fissati con i picchetti alle balle di paglia.

abitazioni dei pionieri del Nebraska

d i

In questo metodo, il tetto è portato da una struttura di legno ad “armadio”; le balle fungono da tamponamento tra i pilastri. L’elemento portante è la struttura, motivo per il quale, quest’alternativa, è spesso preferita dagli architetti; inoltre si basa su un metodo da costruzione già consolidato, e il rischio associato ad una tecnica sperimentale risulta minore. Questo metodo richiede grandi abilità dei carpentieri, e molto più legno del progetto autoportante.

Vantaggi:

Svantaggi:

Metodo di costruzione diretto semplice e accessibile. Seguendo principi base ben comprensibili, la progettazione è facile anche per i non esperti. Si possono creare edifici fino a due piani di altezza. Si possono realizzare pareti curve maggiorando di poco il costo preventivato.

La paglia deve essere tenuta asciutta per l’intero processo di costruzione fino all’intonacatura (difficile se si tratta di un edificio grande o di uno che si costruisce lentamente) In tutti i muri le aperture delle finestre e delle porte non devono superare il 50% della superficie del muro.

Il tetto può essere costruito prima di posizionare la paglia ottenendo una protezione sicura dalle intemperie. La struttura non deve necessariamente essere costruita in cantiere In confronto al metodo autoportante la stabilità dei telai per le finestre e le porte è superiore.

La costruzione è più complicata di quella dello stile Nebraska Richiede grande abilità di carpenteria

dimensioni medie delle balle di paglia: L: 90/100 cm W: 45 cm H: 35 cm

caratteristiche tecniche della paglia

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Atelier Sostenibilità Economica nel Progetto di Architettura - Valutazione Economica del Progetto - Prof. Elena Fregonara Ass. Maria Vittoria Brigato

Dal punto di vista statico, recenti prove effettuate in laboratori universitari svizzeri, hanno evidenziato che una balla di paglia può sostenere pesi fino a 15 tonnellate al metro quadrato. Inoltre, a dispetto delle normali credenze, la paglia, quando ben pressata, presenta un basso rischio di incendio, in quanto riduce di molto la presenza di ossigeno al suo interno. Secondo alcuni test effettuati, un muro in balle di paglia intonacato (con argilla, calce o comunque con materiale compatibile e traspirante) resiste a temperature di circa 1000°C per quasi 3 ore. La paglia ha un’alta capacità di isolamento, che permette di ridurre i costi di riscaldamento durante i mesi invernali, mantenendo in modo naturale certe temperature minime. Mediamente il valore di trasmittanza termica di un muro in balle di paglia si aggira sui 0,13 W/m2K (con uno spessore medio del tamponamento di 45 cm).

Architetti: Marca Architetti Località: Nottingham, UK Committente: The University of Nottingham Superficie d’intervento: 3.100 mq Anno Progetto: 2011 Architetti: Nextoffice - Alireza Taghaboni Località: Karaj, Iran Anno Progetto: 2011 Area di progetto: 1.638 mq

Architetti: Casati Località: San Martino in Badia, Italia Anno Progetto: 2010 Architetti: Aata Associato Architetti Località: Licancheu, Navidad, Cile Cliente: Mario Sepulveda Cerda Area: 26mq Costruzione di inizio: 2005 Budget: 700 $ / m2

rialzare il primo strato di balle di paglia di almeno 20 cm dal terreno, e progettare un tetto con una sporgenza di 45 cm per proteggere i muri dalla pioggia

GREB lW

0.13 m2K

Rw 55 dB

Questo valore risulta così basso grazie alla traspirazione naturale della balla di paglia (per questo risulta importante utilizzare l’intonaco adatto, che permette la circolazione naturale dei vapori, abbattendo del tutto la presenza di muffe). Le balle di paglia offrono anche un sensibile miglioramento per quanto riguarda l’isolamento acustico; essendo un materiale fonoassorbente viene spesso utilizzato negli studi di registrazione o come barriera acustica lungo gli aeroporti e le autostrade. Altro fattore determinante a favore di questo materiale, è l’aria stessa che si respira all’interno di un edificio di questo tipo, che risulta più naturale e più salubre.

qualità antisismiche della paglia

Recenti studi e prove di laboratorio effettuate negli Stati Uniti, hanno evidenziato le particolari qualità antisismiche di edifici costruiti con balle di paglia. Gli eventi naturali come i terremoti diventano sempre di più trappole mortali per gli esseri umani. Un ingegnere civile, colpito dalla notizia del devastante terremoto in Pakistan del 2005, che uccise oltre 75000 persone, decise poco dopo di verificare le potenzialità antisismiche offerte dalla paglia per costruire abitazioni sicure in questo tipo di zone considerate a rischio.

Il legno per montare l’ossatura della struttura atta a sorreggere l’abitazione, è composta di profili unici di dimensione 4x10 cm. Per ogni m2 di muro, servono circa 0.02 m3 di legno. L’ossatura leggera del legno è composta da due parti denominate: Ossatura Interna (sul perimetro interno del muro, a contatto con gli ambienti dell’edificio) Ossatura Esterna (sul perimetro esterno del muro) Le due ossature sono poste ad una distanza di una balla di paglia (35 cm) più 1 cm per facilitare l’inserimento delle balle.

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L’interasse tra due montanti della stessa ossatura può essere al massimo di 60 cm in modo da sostenere la balla ed evitare l’ingobbamento delle casseforme. Le controventature, servono a correggere e regolamentare l’eventuale e irregolare verticalità del muro La prima fila delle balle di paglia, va rialzata di 4-5 cm con uno strato di malta, per isolare la parte fredda del muretto limitando così i rischi di condensa.

costo e durata di una casa in paglia

La paglia è considerata uno scarto di produzione perciò il suo costo è relativamente basso. Attualmente il suo prezzo di mercato si aggira intorno ai 1,5-2,5 € per balla di paglia (misura media). Grazie alla tecnica costruttiva relativamente semplice, si possono inoltre abbattere i costi conseguenti di manodopera. Le finiture (serramenti, impianti, tetto) sono da considerare in base alle proprie esigenze e quindi si fa riferimento ai prezzi di mercato come per le costruzioni tradizionali; il risparmio lo si ottiene nell’uso, con riduzioni anche del 75% sul costo di riscaldamento e climatizzazione. Una casa in balle di paglia, se ben progettata e costruita, può durare per decenni. Logicamente deve essere costantemente monitorata, come qualsiasi casa, ma la paglia utilizzata non subisce deperimenti significativi a lungo termine. Ciò che è importante sottolineare per ottenere un buon risultato, è l’attenzione particolare che si deve porre nei confronti dell’intonaco esterno ed interno che va a ricoprire la paglia, così da ottenere la maggior traspirabilità possibile e la necessaria protezione dagli agenti atmosferici, unitamente ad un ambiente d’arredo che tenga conto di questa necessità fisiologica della paglia.

Per le colonne di sostegno si possono far entrare le balle di paglia passando dalla parte superiore, oppure svitare la parte dei montanti e inserire il tamponamento. Per quest’operazione non forzare e comprimere troppo perchè si potrebbero deformare i montanti delle porte o delle finestre. L’impianto elettrico può essere realizzato prima o dopo il tamponamento dei muri I tiranti metallici evitano lo scivolamento della paglia non compressa. Possono essere utilizzati anche tiranti lignei, ma non assicurano la stessa semplicità esecutiva

Architetto: Arjan Reas Località: Zoermeer, Paesi Bassi Costo: £ 180.000 Area d’intervento: 744 m2 Completato: 2009/2010

Architetti: Salto AB Luogo: Tallinn, Estonia Committente: Theatre NO99 Area d’intervento: 440 m2 Completato: 2011

Architetto: Hewitt Studios LLP Località: Holme Lacy, Herefordshire , UK Committente: Herefordshire College of Technology Costo: £ 180.000 Completato: Nov 2010

Architetti: Kengo Kuma & Associates Località: 1196-1 Yusuhara, Koch , Giappone Cliente: Tomio Yano, Città del Sindaco di Yusuhara Area sviluppata: 552,28 m2 Superficie totale: 1,132.00 m2

Architetti: FARO Architecten Località: Amsterdam , Paesi Bassi Cliente: fam. Feikema-Weijnen Superficie: 230 m2 Anno: 2009

Gruppo 4 - Marco.Tocco Giulia.Valentino Riccardo.Zerbinati

c o n f r o n t o

t i p o l o g i e

1 vespaio aerato [da calpestio]

2 parete scantinato/intercapedine [dall’interno]

3 solaio scantinato/piano terra [da calpestio]

4 tamponamento perimetrale [dall’interno]

4 tamponamento perimetrale piano terra [dall’interno]

piastrelle con collante 3 cm sottofondo 13 cm strato di separazione vetro cellulare 10 cm cappa di completamento con rete elettrosaldata 13 cm elemento in pvc per aerazione 26 cm magrone 10 cm

piastrelle con collante 3 cm pannello preformato per riscaldamento a pavimento 4+4 cm massetto 10 cm vasca acustica solaio con pignatte collaboranti 20 cm rasatura 0.5 cm

TRADIZIONALE

*1700 €/m

tavolato 2 cm pannello in fibrogesso 1.25+1.25 cm sabbia asciutta 4 cm pannello preformato per riscaldamento a pavimento 4 cm massetto in roccia vulcanica 8 cm vasca acustica fibra di legno 10+10 cm guaina bituminosa posata a freddo lastra predalles 4+16+5 cm

4 tamponamento perimetrale [dall’interno]

5 solaio interpiano [da calpestio]

termointonaco 2cm blocco in laterizio forato 30x25x25 (l, h, w) cm

termointonaco 2 cm blocco in laterizio forato 30x25x25 (l, h, w) cm

piastrelle con collante 3cm massetto con pannello preformato per riscaldamento a pavimento 4+4 cm massetto 10 cm vasca acustica polistirene estruso ad alta densità 10+10 cm guaina bituminosa lastra predalles 4+16+5 cm

rasatura 0.5 cm intonaco 1 cm blocco in laterizio forato portante 30x25x20 (l, h, w) cm polistirene estruso ad alta densità 10+10 cm rasatura 0.5 cm

piastrelle con collante 3cm sottofondo 13 cm strato di separazione vetro cellulare 10 cm cappa di completamento con rete elettrosaldata 13 cm elemento in pvc per aerazione 26 cm magrone 10 cm

piastrelle con collante 3 cm sottofondo 13 cm strato di separazione vetro cellulare 10 cm cappa di completamento con rete elettrosaldata 13 cm elemento in pvc per aerazione 26 cm magrone 10 cm

termointonaco 2 cm blocco in laterizio forato 30x25x25 (l, h, w) cm

CLASSE A

c o s t r u t t i v e

rasatura 0.5 cm cartongesso in lastre 1.25+1.25 cm fibra di legno mineralizzata 4 cm pannello multistrato strutturale 13.5 cm fibra di legno 10+10+4 cm rasatura 0.5 cm

CLASSE A X-LAM

*1600 €/m

CLASSE A PAGLIA

5 solaio interpiano [da calpestio]

*700 €/m

tavolato 2 cm pannello in fibrogesso 1.25+1.25 cm sabbia asciutta 4 cm pannello preformato per riscaldamento a pavimento 4 cm massetto in roccia vulcanica 8 cm vasca acustica pannello multistrato strutturale 17.4 cm camera d’aria 1.5 cm cartongesso in lastre 1.5 cm rasatura 0.5 cm

6 copertura [dall’interno]

falso puntone 20 cm tavolato in perline 2.5 cm barriera al vapore polistirene estruso ad alta densità 8 cm polistirene estruso ad alta densità 6 cm marsigliesi

rasatura 0.5 cm cartongesso in lastre 1.25+1.25 cm fibra di legno mineralizzata 4 cm pannello multistrato strutturale 13.5 cm fibra di legno 10+10+4 cm rasatura 0.5 cm

5 solaio interpiano [da calpestio]

6 tamponamento perimetrale piani in elevazione [dall’interno]

6 copertura [dall’interno]

rasatura 0.5 cm cartongesso in lastre 1.25 cm intercapedine per impianti 5 cm osb 2 cm balla di paglia 35 cm greb 4 cm intonaco 1 cm rasatura 0.5 cm

rasatura 0.5 cm cartongesso in lastre 1.5 cm pannello multistrato struttturale 17.4 cm fibra di legno 20 cm tavolato 2 cm guaina bituminosa listellatura principale 5 cm listellatura secondaria 5cm marsigliesi

7 copertura [dall’interno] rasatura 0.5 cm osb 2 cm balla di paglia 35 cm osb 2 cm lamiera grecata

*prezzi medi per le rispettive tipologie costruttive tradizionale: fonte Casa Clima X-Lam: fonte Casa Clima Paglia: fonte edilpaglia, casadipalgia.it

t i m i n g

p r o g e t t u a l e

c o n

t e c n i c a

timing della lottizzazione suddiviso in trimestri, con indicati i periodi di costruzione dei vari lotti:

timing delle fasi con riferimento grafico suddiviso in mesi:

lotto A - Edificio residenziale/commerciale Nord lotto B - Edificio residenziale/commerciale Sud lotto C - Spazio pubblico, piazza verde orizzontale e verticale

lotto A - Edificio residenziale/commerciale Nord lotto B - Edificio residenziale/commerciale Sud lotto C - Spazio pubblico, piazza verde orizzontale e verticale trimestre 1 - Marzo

c o s t r u t t i v a

i n

p a g l i a

NOTA: i timing della lottizzazione e delle fasi sono stati dedotti dal cronoprogramma esteso, allegato nella tavola successiva.

trimestre 1 - Aprile

trimestre 1 - Maggio

ot ato l r r e t B n fine vi o lotto sca trimestre 3 - Ottobre

) lo rciale e m om ra (c lotto B r e t pianointerrato fine trimestre 3 - Novembre

trimestre 2 - Giugno

LOTTO A

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P COO

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scav

de LOTTO B

trimestre 2 -Luglio

LOTTO C

tto do loo B n o c se lott pianoo primo e n uzio pian costrtruzione cos

trimestre 3 - Settembre

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to A

A lottotto B o m i r o p )l pianomerciale e n o uzi com costro terra ( pian trimestre 4 - Gennaio

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v ale e t n o z