Il raffrescamento passivo dello spazio costruito by Stefano Paradiso

Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

Tesi di Laurea di Primo Livello

Politecnico di Torino - I FacoltĂ di Architettura corso di laurea in Scienze dellâ&#x20AC;&#x2122;Architettura A. a. 2008/2009

Candidato: Stefano Paradiso Relatore : Alessandro Mazzotta

Indice - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

Indice

I. Comfort termico e qualità di immagine dell’architettura

I. Abaco Tipologico e Conclusioni p.1

II. Ventilazione e spazio costruito: tra ieri e oggi •Tipologie di funzionamento negli esempi storici • Esempi di Architettura Contemporanea: ventilazione -Ente pubblico di qualità, Ferrara -California Academy of Scences -Quartiere BEDZED, Londra -Centro della cultura kanak, Nuova Caledonia -Campus Arup, Solihull

p.7 p.15 p.16 p.18 p.21 p.23 p.25

III. Ventilazione + Acqua, un binomio nel rapporto tra tecnica ed immagine • Tipologie di funzionamento negli esempi storici • Esempi di Architettura Contemporanea: ventilazione+acqua -Council House 2 a Melbourne -Parco della Scienza, Gelsenkirchen -Ecoboulevard di Madrid -Complesso Prisma a Norimberga -Ampliamento della BIS in Svizzera -Sede dell’Amministrazione Braun a Kronberg

p.28 p.35 p.36 p.40 p.42 p.45 p.48 p.49

p.50

II.Postfazione •Laboratorio I Anno •Laboratorio II Anno •Laboratorio III Anno

p.55 p.57 p.59

Comfort termico e qualità di immagine dell’architettura - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

I - Comfort termico e qualità di immagine dell’architettura

Introduzione - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

Introduzione Di seguito verrà affrontato un quadro sintetico di tematiche riguardanti le metodologie di raffrescamento degli ambienti abitati, tramite tecnologie di ventilazione naturale e la caratterizzazione formale che quest’ultime possono dare al progetto architettonico se ben integrate con esso. Ho deciso di concentrare il lavoro sulle metodologie di ventilazione abbinate a sistemi evaporativi, in quanto capaci di garantire il confort termico e generare spazi molto suggestivi. In par ticolare l’utilizzo incrociato di corrette tecniche di schermatura e ve n ti l az i o n e n atu r al e pu ò po r tar e al raggiungimento del confort termico all’interno degli ambienti senza l’utilizzo di impianti meccanici. Queste tecnologie permettono di ottenere anche un notevole risparmio energetico e di ridurre conseguentemente l’impatto ambientale in modo tale da evitare il consumo di elevate quantità di energia dovuto all’utilizzo di condizionatori, che oltretutto emettono in atmosfera delle piccole quantità di gas, utilizzato per refrigerare, che va a contribuire all’inquinamento atmosferico. I consumi energetici generati dal condizionamento degli ambienti sono generalmente molto elevati, vanno ad incidere notevolmente sui costi di gestione degli edifici e sull’impatto ambientale; soprattutto in questi ultimi anni nei quali si va sempre più diffondendo l’utilizzo di impianti di

condizionamento in qualsiasi tipo di ambiente. Questo è dovuto ad un aumento delle esigenze da parte dei committenti ma anche all’aumento delle temperature sul globo terreste e dei giorni di caldo nel periodo estivo. L’utilizzo di fonti non rinnovabili per far funzionare gli impianti di raffrescamento sembra Bagdir del Golfo. quasi un paradosso, dato che queste non fanno altro che incrementare l’effetto serra generando quindi un aumento delle temperature, col conseguente aumento della richiesta di impianti di climatizzazione estivi. Questo processo va quindi ad innescare un circolo vizioso che è possibile interrompere solo iniziando ad utilizzare metodi alternativi di climatizzazione incrociati con l’utilizzo di fonti energetiche rinnovabili. La situazione energetica nella quale siamo cresciuti inizia oggi a vivere una seconda fase di cambiamento, iniziata negli anni ’70 in seguito alla prima crisi energetica. A causa del rapido esaurimento delle risorse energetiche non Bagdir a Meibod, Iran. rinnovabili e ad un degrado ambientale del territorio (effetto serra con il riscaldamento globale e l'aumento di inquinamento dell'aria), si comincia a sentire il bisogno di cambiare i caratteri delle nostre città e dei nostri sistemi insediativi; che restano ancora in larga parte soggetti ad uno schema tecnologico di sfruttamento delle energie non rinnovabili. Ogni fase di trasformazione o di utilizzo delle CSET Building di Mario Cucinella a Ningbo, Cina. La torre è scavata all’interno per formare un camino di fonti di energia fossili è causa di problemi ventilazione.

Introduzione - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

ambientali, che principalmente si presentano sotto tre aspetti: ๏ inquinamento atmosferico (rischi per la salute, piogge acide, degrado della vegetazione); ๏ aumento dell'effetto serra (emissioni di gas serra tra cui l'anidride carbonica, cambiamenti climatici); ๏ esaurimento delle risorse non rinnovabili (aumento dei costi, tensioni politiche). Così oggi più che mai si rivela di fondamentale impor tanza un approccio bioclimatico dell’architettura. Che vede come obiettivo principale non solo quello del risparmio energetico, ma anche il miglioramento della qualità e della vivibilità dell'ambiente costruito in genere. Cercando di creare all'interno dello spazio costruito le migliori condizioni di comfort termico e igrometrico per l'uomo, utilizzando fonti di energia rinnovabili, con il minor appor to di fonti energetiche non rinnovabili garantendo in questo modo il minor impatto ambientale possibile. In quest’ottica, l'impiego di sistemi a ventilazione passiva negli edifici alternativamente a quelli di ventilazione meccanica, ha un'impor tanza strategica nella politica energetica e ambientale dei paesi industrializzati e in modo ancora più rilevante in quelli in via di sviluppo (i quali ad oggi hanno un maggior consumo di risorse non rinnovabili). Tali sistemi producono una serie di effetti positivi, riassumibili nei seguenti:

๏ riduzione dei consumi energetici (e di conseguenza della dipendenza dal petrolio) connessi con le esigenze di ventilazione e raffrescamento degli ambienti; ๏ conseguente riduzione delle emissioni inquinanti dell'aria, incluse quelle di gas serra, responsabili del progressivo riscaldamento globale medio del pianeta, derivanti dall'utilizzo energetico di combustibili fossili; ๏ riduzione dei rischi dì inquinamento biologico (sick building syndrome, legionella) legati ad errori di progetto (presenza di ristagno d'acqua e/o all'inefficienza di gestione poca frequenza nella sostituzione dei filtri), che possono colpire gli impianti di climatizzazione e quelli di ventilazione meccanica. Nell’avvicinarsi allo studio di questi sistemi è molto interessante osser vare gli aspetti bioclimatici dell'architettura tradizionale, il patrimonio immenso di conoscenze che hanno condotto, a tutte le latitudini del pianeta, a soluzioni costruttive ingegnose dal punto di vista funzionale e spesso molto significative dal punto di vista estetico e simbolico, che evidenziano soluzioni formali di un'architettura che si è sviluppata senza architetti, frutto di una profonda conoscenza dei fattori ambientali. Una vera e propria arte del costruire, di simbiosi tra clima locale, caratteristiche dell'ambiente fisico e materiali da costruzione locali, secondo un regionalismo che varia da luogo a luogo.

Foto dei camini di ventilazione di BedZed, Londra.

Atelier Flouriste dello studio Elastico a Chieri, Torino. Questo edificio sfrutto un sistema di raffrescamento evaporativo a pellicola d’acqua corrente sull’involucro. 3

Introduzione - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

La natura del terreno, l’esposizione al sole e al vento, la presenza di vegetazione, il grado di umidità sono alcuni dei fattori che hanno condizionato gli insediamenti in ogni tempo e luogo. Gli esempi più espliciti si possono osservare in quelle aree dove i fattori climatici assumono valori estremi, proprio perché la prima necessità è di protezione. Per la corretta progettazione di un edificio, energeticamente razionale, occorre uno studio approfondito di tutti i fattori climatici relativi ed un’identificazione della complessità della localizzazione di un edificio, sia nelle condizioni climatiche troppo calde che in quelle troppo fredde. Andrò ora a spiegare sinteticamente i caratteri principali del comfort termico ed igrometrico estivo da garantire negli ambienti abitati e come questo venga raggiunto grazie all’utilizzo della ventilazione ed ai moti convettivi dell’aria; passando poi allo studio di sistemi archetipici e vernacolari sviluppatisi nelle zone del mediterraneo e del medio oriente. Per concludere con lo studio nel dettaglio del funzionamento di alcuni tipi di raffrescamento passivo, analizzando il rapporto tra sistema tecnologico e forma architettonica nell’architettura contemporanea, attraverso alcuni casi studio esemplificativi.

Facciata Nord con le Shower Tower, CH2 Melbourne.

Fotografia “Air Tree”, EcoBoulevard di Vallecas, Madrid.

Comfort Termo-igrometrico - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

Comfort termico II movimento dell’aria attorno al corpo di un individuo ne influenza il comfort termico, andando ad incrementare sia gli scambi termici per convezione tra corpo ed aria che il calore ceduto per evaporazione dall’aria nel processo di traspirazione della pelle. La ventilazione perciò ha una elevata efficacia come mezzo di raffrescamento corporeo, che dipende dalla differenza di temperatura tra pelle ed aria ed anche dalla velocità di quest'ultima. In un individuo sano, la temperatura della pelle è mediamente di 33°C, per generare uno scambio termico negativo (vale a dire dal corpo verso l'esterno) è quindi sufficiente ventilare con aria a temperature di poco inferiori. In realtà, questo scambio negativo

genera condizioni di comfort per l'individuo solamente se si raggiungono determinati valori della cosiddetta "temperatura operante", dipendenti da molteplici fattori connessi fra loro in modo complesso. Si può sostenere che la temperatura dell'aria non debba superare, affinché il raffrescamento sia efficace, il limite superiore della zona di comfort (26°C ad aria ferma) che può essere esteso per tenere conto dell'effetto della velocità dell'aria. A parità di temperatura, l'effetto della velocità dell'aria fa diminuire la temperatura sulla sensazione termica corporea. Nel grafico sottostante sono ripor tati i valori cor r ispondenti all’abbassamento di temperatura al variare della velocità dell’aria. Il corpo umano percepisce una sensazione piacevole al movimento dell’aria, affinché

4°C

questa rimanga al disotto di velocità pari a 1,3 [m/s]. Dai dati indicati in tabella si desume che il limite massimo della temperatura dell'aria, per raffrescamento corporeo, si attesta intorno a 29 °C, con velocità dell’aria intorno ad 1[m/ s]. Questo valore corrisponde, infatti, al limite di comfort più i 3 °C d'abbassamento della temperatura percepita, prodotto dall'effetto di movimentazione dell'aria a quella velocità. Velocità inferiori determinerebbero, in proporzione, limiti più bassi della temperatura massima. Altro fattore importante ai fini di un efficace raffrescamento corporeo è la posizione delle aperture. Essa deve essere tale da consentire uno scambio convettivo a livello del busto, senza generare fastidiose sensazioni di "corrente", soprattutto quando la temperatura dell'aria entrante è notevolmente più bassa di quell'interna.

3,2°C

Comfort Igrometrico

2,4°C

Il benessere igrometrico viene conseguito con il raggiungimento di un valore dell’umidità relativa compreso tra 40% - 65% all’interno di un ambiente. Se si scende al disotto di questi valor i si ver ificano difficoltà a livello respiratorio che pertanto possono portare a possibili patologie, mentre se si superano questi valori si hanno elevate sensazioni di discomfort dovute alla difficoltà da parte della pelle di avere una corretta sudorazione.

1,6°C 0,8°C 0°C

0m/s

0,3m/s

0,6m/s

0,9m/s

1,2m/s

Grafico della diminuzione di temperatura dell’area percepita dal corpo all’aumentare della velocità. •Dispense Pro. Stefano Corgnati, 2008.. •Mario Grosso, 2008. Il raffrescamento passivo degli edifici (p. 98 - 111).

1,5m/s

Ventilazione e spazio costruito: tra ieri e oggi - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

II - Ventilazione e spazio costruito: tra ieri e oggi

Ventilazione e spazio costruito: tra ieri e oggi - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

Tipologie di funzionamento negli esempi storici Il Wind-escape sfrutta l’effetto camino per innescare il ricambio dell’aria all’interno degli ambienti, estraendo l’aria calda dall’alto ed immettendo aria esterna più fresca dal basso. Questo sistema sfrutta i movimenti d’aria che si vengono a creare all’interno degli ambienti, innescati dalla differenza di temperatura dell’aria, la quale quando è fredda tende a scendere verso il basso, mentre quella calda essendo più leggera, tende a salire verso l’alto. Questo innesca un moto convettivo, che attraverso oppor tuni canali ver ticali con aperture in cima (poste sottovento) estrae l’aria calda viziata all’esterno dell’edificio. Mentre tramite delle aperture collocate nella parte bassa (generalmente sopravento) viene richiamata nelle camere da ventilare l’aria più fresca dall’esterno. La formazione della corrente d’aria fa in modo che la temperatura percepita dal corpo attraverso la pelle sia inferiore rispetto a quella

Funzionamento del wind-escape.

percepita in condizioni di aria stazionaria. Per questo motivo è sufficiente, con una velocità dell’aria di 1 m/s (produce un abbassamento della temperatura di circa 3°C), che la temperatura esterna sia di 29°C per raggiungere il comfort termico (26°C). E’ possibile controllare la velocità dell’aria all’interno dell’ambiente tramite un opportuno dimensionamento delle aperture in entrata ed in uscita dal sistema, tenendo conto che: ๏ un’area di apertura di ingresso inferiore all’area in uscita determina, a parità di fattori, un aumento della velocità del flusso d’aria interno, rispetto a quello esterno alla chiusura; tale incremento è inversamente proporzionale al rappor to tra l’area d’ingresso e quella di uscita. ๏ Un’area d’ingresso superiore a quella di uscita determina un incremento della velocità dell’aria interna rispetto alla velocità dell’aria esterna alla chiusura; il decremento è direttamente proporzionale al rapporto tra l’area di ingresso e quella di uscita. La condizione necessaria affinché il sistema f u n z i o n i e f fi c a c e m e n t e a i fi n i d e l raffrescamento passivo è che la differenza di temperatura fra interno ed esterno sia di 1,5 2°C. Questa può essere ottenuta posizionando il camino solare in modo che la radiazione solare incidente vada ad incrementare il carico termico nella parte terminale dello stesso, innescandone il funzionamento e/o

incrementandone le prestazioni. Un accorgimento prevede l’utilizzo di una pelle vetrata nella parte terminale del camino, in Wind-escape vetrato per aumentare la temperatura dell’aria nella par te terminale.

questo modo grazie all’effetto serra si ottiene un innalzamento della temperatura. La ventilazione generalmente è più efficace nella metà più bassa del condotto. Per ottenere un moto d’ar ia efficace è necessar io raddoppiare l’altezza del camino rispetto al filo della copertura. Il camino deve essere studiato in modo tale da poter essere chiuso in sommità, per evitare nel periodo di inutilizzo l’ingresso di gas, polveri, rumori ed aria fredda.

Disposizione aperture nel wind-escape in base ai venti.

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Camino Solare - Il raffrescamento passivo degli ambienti confinati “tra sistema tecnologico e caratterizzazione formale dell’Architettura Contemporanea”

po di tecnologia come abbiamo ede un attento studio molto ul posizionamento delle aperture e verticali, oltretutto è composto ti molto impattanti, pertanto va entamente fin da subito il rapporto tecnologico e forma architettonica di contribuire for temente alla zione architettonica dell’edificio.

N o t e : 10

Tipologie di camini solari, in funzione della conformazione degli spazi da ventilare.

La Torre del Vento sfrutta i venti estivi captandoli per creare una corrente d’aria che va a ventilare gli ambienti desider ati raffrescandoli. Generalmente, il sistema prevede un condotto verticale di immissione che collega l'apertura d'ingresso dell'aria al vano da ventilare. L'aper tura d'ingresso deve essere rivolta sopravento, in relazione ai venti dominanti locali, solitamente l’apertura è conformata in modo da convogliare il flusso verso il basso. Tale sistema è particolarmente adatto in condizioni di vento prevalente, relativamente costante, nel periodo caldo (come le zone costiere del Mediterraneo), nonché in situazioni

di contesto urbano ad elevata densità edificata. In questo caso risulta difficile utilizzare le aperture ordinarie (finestre) collocate a livello del vano per l'immissione d'aria, soprattutto ai primi piani fuori terra. Tale sistema si può trasformare in assenza di vento o funzionare contemporaneamente come un sistema ad estrazione naturale per effetto camino, come avviene di notte nelle torri del vento iraniane. L’aria, che viene immessa all’interno dei locali, ha una migliore qualità, è più fresca e pulita, proprio perché viene captata al di sopra del filo delle coperture. Per quanto riguarda l’abbassamento della temperatura tramite la velocità dell’aria in movimento e il come gestire la velocità del fl u s s o e n t r a n t e , v a l g o n o l e s t e s s e considerazioni fatte per il wind-escape. Questo sistema di ventilazione passiva ha subito un notevole sviluppo, che lo ha visto associato ad altri tipi di tecnologie che ne hanno incrementato le prestazioni. Infatti può essere associato a tecniche di estrazione

(come i camini solari sopra citati), di geotermia o di raffrescamento per evaporazione, le quali verranno trattate successivamente. Le torri del vento sono generalmente associate a sistemi di estrazione dell’aria calda. In un primo caso possono essere integrati all’interno dello stesso condotto; fornito di due canali uno per l’immissione ed uno per l’estrazione, inoltre presentano in cima alla torre, una seconda aper tur a sottovento per per mettere l’evacuazione dell’aria calda. Oppure in un secondo caso si possono trovare i due condotti separati e posizionati in luoghi diversi per ottimizzare i moti all’interno degli ambienti, come ad esempio avveniva nelle case egiziane. Un’ulteriore variante è rappresentata dalla torre del vento unita alla tecnologia di geotermia. Questo sistema è caratterizzato da una torre del vento distaccata dall’edificio, connessi attraverso un condotto sotterrano che va a raffrescare ulteriormente l’aria passante nel condotto. La temperatura del

Torre del vento semplice, con wind-escape separato, con wind-escape unito.

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terreno durante il periodo estivo ad una certa profondità rimane costantemente inferiore a quella dell’aria, ciò permette di avere telle temperature dell’aria in entrata abbastanza basse per raggiungere il confort termico.

del quale la temperatura è pressoché costante per tutto l'anno, grazie al metabolismo delle termiti e ad una rete di condotti di ventilazione, che sono aperti o chiusi per regolare i flussi d'aria. La cresta, la parte maggiormente esposta all'irraggiamento solare, è massiva e priva d'abitacoli in modo tale da attenuare le oscillazioni termiche interne. Questa è attraversata, inoltre da un condotto in grado di favorire la fuoriuscita dell'aria viziata.

Schema di torre del vento con condotto sotterraneo.

Questo tipo di tecnologie come abbiamo visto, richiede uno studio molto accurato del posizionamento delle aperture orizzontali e verticali. Essendo composto da condotti molto impattanti, pertanto va studiato attentamente fin da subito il rappor to tra sistema tecnologico e forma architettonica in grado di contribuire fortemente alla caratterizzazione formale dell’edificio. Di seguito vengono analizzati alcuni esempi archetipici ed alcuni esempi della tradizione mediterranea/mediorientale; dove il clima torrido ha fornito risposte precise e caratterizzanti al problema del comfor t abitativo. Sviluppando queste tecnologie molto sofisticate per il controllo dei venti ed il raffrescamento passivo, dal punto di vista formale e tecnologico, Il termitaio è una complessa costruzione in sabbia, lavorata dalle termiti operaie, all'interno

Quest'involucro ha due falde riportate che restano sporgenti in alto e possono essere tenute aperte per l'uscita del fumo e per l'aerazione o chiuse, spostando i due pali ai quali sono appese, per riparare dalla pioggia e dal freddo. I pali possono essere spostati anche e per posizionare l'apertura sottovento, in modo tale da favorire la fuoriuscita del fumo. In inverno, attorno alla tenda si colloca una barriera circolare fatta di sterpaglia, per protezione contro i venti freddi. D'estate, le pelli sono sollevate nella parte inferiore, per ventilare lo spazio interno. Il tepee è foderato internamente fino ad un terzo dell'altezza utile, da uno strato di pelle conciata fissata in modo da creare un'intercapedine d'aria verso la pelle esterna. Quest'ultima ha la funzione di mantenere asciutto l'ambiente interno, anche in caso di pioggia, e di aumentare il tiraggio termico per l'uscita del fumo.

Sezione schematica di un termitaio.

Il tepee è un esempio d'applicazione antropica dei meccanismi di ventilazione naturale sono, i rifugi "leggeri" degli indiani d'America delle grandi pianure, costruiti per adattarsi al clima caldo umido oppure per esigenze di mobilità dei popoli nomadi. Tra questi, il più significativo è il tepee, una tenda costituita da una struttura portante conica di pali d'abete sormontata da pelli di bufalo conciate con misture oleose e preparati tannici, tali da rendere le pelli impermeabili alla pioggia.

•Mario Grosso, 2008. Il raffrescamento passivo degli edifici (cap. 10). •Alessandro Mazzotta, 2008. Dispense (Lez. 7) •Mario Buono, 1998. Architettura del vento (p.25 - 34) •Fuller Moore,. Environmental control Systems (cap. 3)

I diversi meccanismi di controllo microclimatico del tepee indiano nordamericano: a)chiuso -periodo freddo-, b) ventilazione per effetto camino - espulsione fumo-, c) 9 ventilazione passante, d) barriere protettive dai venti freddi.

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Il Trullo è una tipologia diffusa abitativa in una parte dell’alto piano delle Murge caratterizzato da un clima mediterraneo temperato (con temperature medie: gennaio 6,5°C, agosto 24°C; escursione media estiva 10-12°C, umidità relativa bassa). Il comportamento ambientale del trullo è molto simile a quello del tipo ipogeo. Infatti la grande massa di pietra, associata spesso alla vasca d’acqua di accumulo sottostante, attenua, in estate, la temperatura interna rispetto a quella esterna di circa 6-7°C. Questo garantisce un buon r a f f r e s c a m e n t o e s t i vo c o n n e s s o a l l a ventilazione attraverso forature della cupola ed al colore chiaro (calce) della superficie esterna della copertura conica. La forma, a pianta compatta quasi quadrata, e le coperture coniche svolgono u n ottimo comportamento dal punto di vista della difesa dalla radiazione e dei guadagni solari. In inverno, il calore accumulato nella cupola durante il giorno viene trasmesso all’esterno, mentre di notte anche all’interno degli ambienti. La struttura è in muratura a secco con spessori compresi tra 1 e 2 metri, mentre la copertura a cupola è più leggera e di spessore decrescente verso la cuspide, chiusa dalla chiave di volta e dal pinnacolo. Le aperture sono limitate alla porta d’ingresso, quindi la trasparenza è bassa e l’interno del trullo è piuttosto buio. La perforazione per la ventilazione è limitata alla canna fumaria del

focolare. Questo permette una ventilazione trasversale notturna, espellendo l’aria calda e richiamando l’aria fresca esterna da apposite fessure site nella parte bassa della porta.

Schema Ventilazione del Trullo.

Temperature estive interne al Trullo.

Trulli di Albero Bello.

•Mario Grosso, 2008. Il raffrescamento passivo degli edifici (cap. 4). •Benito De Sivo e Mario Fumo, 1987. L’architettura dell’energia (cap. 2).

Senza dubbio le origini delle tecnologie per la ventilazione passiva vanno rintracciate in Medio Oriente, dove si possono trovare innumerevoli esempi diversi nella tipologia, la quale è spesso legata alle caratteristiche ambientali e della tradizione costruttiva locale. Di seguito ne sono illustrati alcuni esempi. Il Clastrum è un elemento posto sulle grandi aper ture dell’edificio mediorientale, usato soprattutto per la ventilazione e la schermatura dai raggi solari, (posto in parti specifiche dell’abitazione). Le aperture venivano “chiuse” con particolari serramenti a grata creanti un muro traforato detto clastrum. Originariamente usato da differenti popoli, in modo simile. Ad esempio nella Spagna Ipostila, o nel Tempio di Karnak (1960 a.C.) nel’Alto Egitto, gli antichi costruttori pensarono di chiudere la sommità del sistema trilitico, formato da colonne (a forma di fiore di papiro) ed architrave, con delle grate in grès. Queste hanno il pregio di far penetrare la luce tra le 134 colonne del tempio, pur attenuando la forza dei raggi e creando spazi d’ombra. Un esempio egiziano di claustrum molto elaborato è quello della Moschea di Al-Rifa’i (fine del XIX secolo) al Cairo, realizzato con elementi di ferro battuto di forme simmetriche var iabili, che costituiscono una tr ama complessa, caratteristica del decorativismo arabo. Nel clastrum, come nella mashrabìya, la funzione decorativa si unisce a quella di

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protezione dell’ambiente interno dall’occhio indiscreto del passante consentendo nel contempo alle brezze di penetrare nella moschea.

Clastrum nel Tempio di Karnak.

Il malquaf è uno degli elementi caratterizzanti delle città mediorientali, si trova in varie forme e dimensioni dal nord Africa, attraverso il Medio Oriente, sino alle regioni del Pakistan. Il suo uso si è diffuso nelle città densamente costruite, dove il comfort termico dipende principalmente dalla ventilazione. In tali realtà la densità urbana riduce notevolmente la velocità dell’aria e la finestra comune è inadeguata per una ventilazione efficace. Il malquaf è una torre di captazione dell’aria posta sulla sommità di locali, realizzata con un’apertura rivolta verso i venti dominanti ad una certa altezza dall’edificio, dove i flussi sono più forti e freschi. Il malquaf ha il pregio di funzionare anche in assenza di vento: durante la notte la massa che lo costituisce si raffresca, per irraggiamento e convezione asporta calore dall’aria presente al suo interno che, aumentando la densità, scende nei locali dell’edificio. Durante il giorno, quando la

Clastrum Moschea di Al-Rifa’i. •Mario Grosso, 2008. Il raffrescamento passivo degli edifici (cap. 5). •Benito De Sivo e Mario Fumo, 1987. L’architettura dell’energia (cap. 2).

temperatura esterna aumenta, la massa muraria costituente la torre, mantiene una temperatura minore, per cui può continuare a raffrescare l’aria al suo interno, che penetra negli ambienti. In presenza di vento questo fenomeno viene accelerato. Inoltre il malquaf ha il vantaggio di captare flussi d’aria con poca polvere e sabbia, che sarebbero fastidiosi per gli abitanti. La piccola parte di materiale incoerente che penetra dalla torre va a depositarsi sul fondo del canale del malquaf in apposite cassette. Per facilitare la separazione tra aria e polvere è possibile aumentare la sezione alla base del canale: ciò diminuisce la velocità del vento e permette alle particelle solide di separarsi dal flusso d’aria.

Sezione e assonometria di un sistema di malquaf.

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In Iraq, dove la temperatura esterna estiva è di 45°C, i malquaf sono di dimensioni ridotte ed hanno le aperture rivolte a nord in modo da captare l’aria più fresca, proveniente da quella direzione. Il canale di comunicazione tra il malquaf e l’interno ha uno sbocco in ogni stanza, sino a quella più interna detta serdab, una specie di cantina in grado di raffrescare ulteriormente l’aria in arrivo dal malquaf, in cui la famiglia si rifugia nelle ore più calde della giornata. o Anche in Pakistan ed in Iran i malquaf sono comunemente usati nelle abitazioni. e Quelli iraniani hanno una pianta rettangolare, sono costruiti in muratura e sono alti dagli 8 ai 15 metri. L’apertura di captazione è realizzata con un colonnato aperto, solitamente nella direzione dei venti dominanti. Tale canale convoglia l’aria soprattutto nelle camere sotterranee dove la famiglia trascorre la maggior parte del tempo nella stagione calda. Anche in Egitto il malquaf è stato usato sin dall’antichità, nella tomba del faraone NebAmun (1300 a.C.) è stato rinvenuto un dipinto che raffigura un edificio con due elementi sul tetto, uno sopravento e l’altro sottovento, a rappresentare probabilmente un captatore (malquaf) ed un estrattore d’aria. In Egitto il malquaf è molto comune fra le abitazioni tradizionali e la sua forma è diversa da quella dei tipi presenti nelle altre zone della fascia mediorientale. 12 •Mario Grosso, 2008. Il raffrescamento passivo degli edifici (cap. 5). •Benito De Sivo e Mario Fumo, 1987. L’architettura dell’energia (cap. 2).

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Il wind-escape è il sistema di estrazione dell’aria più comune, è un’apertura posta sottovento che permette all’aria più calda dell’ambiente confinato di fuoriuscire. La depressione che si crea presso l’apertura ha l’effetto di muovere i flussi d’aria dall’interno verso l’esterno. Generalmente, i sistemi di estrazione sono associati alle torri del vento, in modo da eliminare l’aria in eccesso penetrata dalla zona sopravento.

Bagdir del golfo.

Torre del vento pakistana.

Bagdir persiano.

Malquf egiziano.

I venti dominanti in Egitto hanno la stessa direzione, per cui l’apertura del malquaf è posta su un unico lato, questo ha una copertura di legno inclinata tra i 30° e i 45°, con la funzione di convogliare l’aria verso i locali interni. I malquaf sono generalmente utilizzati anche come copertura di corti o sul soffitto di ambienti senza finestre. Nel caso dei cortili, i malquaf, oltre a convogliare le brezze, proteggono la corte stessa dall’infiltrazione dei raggi solari diretti. Infatti le aperture dei malquaf sono generalmente rivolte a nord (direzione di arrivo dei venti dominanti) da cui può derivare solo radiazione solare diffusa.

•Mario Grosso, 2008. Il raffrescamento passivo degli edifici (cap. 5). •Benito De Sivo e Mario Fumo, 1987. L’architettura dell’energia (cap. 2).

Dall’evoluzione di questi due sistemi si sono sviluppate delle torri del vento che prevedono all’interno del condotto due canali, uno di estrazione ed uno di immissione dell’aria. Il bàdgir è un sistema di captazione e di estrazione multidirezionale del vento, diffuso in Iran e nelle aree del Golfo. Generalmente, esso è costituito da una torretta aperta in sommità sui quattro lati (talvolta solo su tre, o due), fornita di una partizione interna verticale di mattoni. Più massiccio del malquaf, il bàdgir compie sia la funzione di captare il vento, che quella di raffrescare il flusso per effetto della massa termica.Tale massa funziona da volano termico: il mattino è più fredda dell’aria esterna, che si raffredda a contatto con la muratura, e diventando più densa scende verso il basso ed entra nell’edificio. In presenza di vento questo processo risulta accelerato. Durante il giorno la massa del bàdgir assorbe, gradualmente il calore dell’aria esterna e dell’irraggiamento solare, che restituisce di

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notte all’aria più fredda proveniente dalle aper ture basse degli ambienti. Questa, riscaldandosi a contatto con le pareti del bàdgir, tende a salire, innescando un ciclo di ventilazione inverso a quello diurno. I tipi di bàdgir a quattro affacci aperti hanno due partizioni interne verticali disposte in diagonale, lungo tutta l’altezza, in modo da incanalare verso il basso le brezze entranti da qualunque direzione.

raggruppati in torri dall’aspetto caratteristico. In questi tipi di bàdgìr, i condotti ver ticali s o p r ave n t o f u n z i o n a n o d a c a p t a t o r i (analogamente al funzionamento del malquaf), mentre quelli sottovento hanno il ruolo di estr ar re , dagli ambienti inter ni, l’ar ia surriscaldata.

Bagdir.

Altri bàdgir iraniani presentano singoli canali, entro un’unica torre, rivolti verso i venti principali, che sfociano nella parte superiore degli ambienti. Per effetto della pressione d’aria entrante, la brezza fresca viene spinta all’altezza dell’uomo. Un altro esempio di bàdgir iraniano è quello costituito da una serie di condotti circolari incurvati a 90° rispetto alla verticale, sempre per captare i venti dominanti. Essi vengono

Bagdir a canali separati iraniano.

•Mario Grosso, 2008. Il raffrescamento passivo degli edifici (cap. 5). •Benito De Sivo e Mario Fumo, 1987. L’architettura dell’energia (cap. 2).

Spaccato con indicazione dei flussi di un bagdir.

Esempi di Architettura Contemporanea:Ventilazione“ - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

II.II - Esempi di Architettura Contemporanea: “ventilazione”

Nel capitolo seguente verranno analizzati alcuni casi studio d’architettura contemporanea, per studiare come l’evoluzione dei sistemi tecnologici studiati fin ora, possano diventare occasione per caratterizzare l’involucro e lo spazio costruito.

Casi studio di architettura contemporanea - Il raffrescamento passivopassivo degli ambienti ambienti confinati “tra sistema sistema tecnologico ee caratterizzazione formale Esempi di Architettura Contemporanea: Ventilazione“ - Il raffrescamento dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine Casi passivo degli confinati “tra tecnologico caratterizzazione formale dell’Architettura dell’Architettura Contemporanea” Contemporanea” Casi studio studio di di architettura architettura contemporanea contemporanea -- IlIl raffrescamento raffrescamento passivo degli ambienti confinati “tra sistema tecnologico e caratterizzazione formale dell’Architettura Contemporanea”

Pubblico di Qualità Ente Pubblico di IlEnte primo caso studio che verrà analizzato è un Ente Pubblico di Qualità Qualità Ferrara, Italia Ferrara, esempioItalia completo delle tecnologie analizzate Ferrara, Italia MCA: Mario Cucinella Architects MCA: Cucinella Architects prima,Mario utilizzando delle torri del vento con MCA: Mario Cucinella Architects condotti sotterranei che sfruttano anche il Il progetto progetto dell’MCA risultato vincitore nella IlIlraffrescamento èèè risultato vincitore geotermico per ilililimmettere aria progetto dell’MCA dell’MCA risultato vincitore nella nella gar a inter nazionale del 2008 per la gar a inter nazionale del 2008 per la fresca nell’edificio, mentredel per 2008 estrarreper quella gar a inter nazionale la progettazione di un un nuovoutilizzati complesso edilizio progettazione calda e viziatadi dei edilizio windprogettazione di vengono un nuovo nuovo complesso complesso edilizio che ospiterà gli uffici e laboratori di ricerca che ospiterà gli uffici e laboratori di ricerca escape che caratterizzano fortemente l’edificio. che ospiterà gli uffici e laboratori di ricerca Regionale Prevenzione Ambiente dell’Agenzia Regionale eee Ambiente Ildell’Agenzia progetto dell’MCA risultato il vincitore nella dell’Agenzia RegionaleèPrevenzione Prevenzione Ambiente 2. 2 di Ferrara, esteso su un’area di 5.000 m di Ferrara, esteso su di .. gar a inter nazionale del 2008m la di Ferrara, esteso su un’area un’area di 5.000 5.000 m2per L’intervento prevede la ristrutturazione dei L’intervento la dei progettazioneprevede di un nuovo complesso edilizio L’intervento prevede la ristrutturazione ristrutturazione dei fabbricati esistenti e la realizzazione di un fabbricati esistenti e la realizzazione di che ospiterà gli uffici e laboratori di ricerca fabbricati esistenti e la realizzazione di un un nuovo complesso fortemente caratterizzato nuovo complesso fortemente caratterizzato dell’Agenzia Regionale Prevenzione e Ambiente nuovo complesso fortemente caratterizzato dalla sostenibilità ambientale, rappresentando dalla sostenibilità ambientale, rappresentando di Ferrara, esteso su un’area di 5.000 m2. dalla sostenibilità ambientale, rappresentando un evidente esempio che dimostra gli esitidei di un evidente dimostra L’intervento prevede che la ristrutturazione un evidente esempio esempio che dimostra gli gli esiti esiti di di una attenta attenta progettazione, progettazione, nella quale si ha uno una quale fabbricati e la nella realizzazione di uno un una attentaesistenti progettazione, nella quale sisi ha ha uno stretto dialogo fra i sistemi tecnologici adottati stretto fra sistemi tecnologici adottati nuovo dialogo complesso fortemente caratterizzato stretto dialogo fra iiarchitettonico. sistemi tecnologici adottati ed il linguaggio Una corte ed il linguaggio architettonico. Una corte dalla sostenibilità ambientale, rappresentando ed il linguaggio architettonico. Una corte centrale coperta alberata diventa fulcro della centrale coperta alberata della un evidente esempio che diventa dimostrafulcro gli esiti di centrale coperta alberata diventa fulcro della sezione su cui si affacciano sale meeting sezione su cui si affacciano sale meeting eee un’attentasuprogettazione, nella sale qualemeeting si ha uno sezione cui si affacciano uffici, rompendo rompendo la rigidità rigidità del complesso uffici, del stretto dialogo fra ila tecnologici adottati uffici, rompendo lasistemi rigidità del complesso complesso attraverso uno spazio centrale maggiormente attraverso uno centrale ed il linguaggio architettonico.Una cor te attraverso uno spazio spazio centrale maggiormente maggiormente centrale coperta alberata diventa fulcro della

libero e fluido. Tutti gli spazi di di lavoro si aprono libero si sezione su cuiTutti si gli affacciano sale meeting e libero ee fluido. fluido. Tutti gli spazi spazi di lavoro lavoro si aprono aprono verso l’esterno grazie anche all’inserimento di verso grazie anche di uffici, rompendo la rigidità del complesso verso l’esterno l’esterno grazie anche all’inserimento all’inserimento di corti verdi sia negli edifici esistenti che nel corti verdi sia negli edifici esistenti che nel attraverso uno spazio centrale maggiormente corti verdi sia negli edifici esistenti che nel nuovo blocco, creando un alternarsi alternarsi disi pieno pieno -nuovo creando un libero fluido.Tutti gli spazi di lavoro di nuovo eblocco, blocco, creando un alternarsi di aprono pieno vuoto, l’esterno interno --grazie esterno cheall’inserimento differenziano di e vuoto, interno esterno che differenziano verso anche vuoto, interno - esterno che differenziano ee disegnano i volumi. Il nuovo edificio si sviluppa disegnano sviluppa corti verdiii volumi. sia negliIlIl nuovo edifici edificio esistentisisi che nel disegnano volumi. nuovo edificio sviluppa su un unico livello garantendo la massima su un unico livello garantendo la massima nuovo un alternarsiladimassima pieno su un blocco, unico creando livello garantendo flessibilità ed efficienza efficienza delle attività specifichee flessibilità ed delle attività specifiche vuoto, interno esterno che differenziano flessibilità ed efficienza delle attività specifiche di laboratorio, In particolare particolare laedificio parte sidegli degli uffici di In uffici disegnano i volumi. Il nuovo la sviluppa di laboratorio, laboratorio, In particolare la parte parte degli uffici è collocata in posizione centrale rispetto al èsu collocata in posizione centrale rispetto un unico livello garantendo la massima è collocata in posizione centrale rispetto al al complessoedee efficienza direttamente collegata con la complesso direttamente collegata con la flessibilità delle attività specifiche complesso e direttamente collegata con la corte-giardino, elemento d’unione tra due corte-giardino, due di laboratorio, Inelemento particolared’unione la parte tra degliiii uffici corte-giardino, elemento d’unione tra due blocchi. Tale spazio ospiterà la reception blocchi. Tale ospiterà la di èblocchi. collocata posizione centrale rispetto di al Tale inspazio spazio ospiterà la reception reception di accoglienza, il front office e tutte le attività di accoglienza, il front office e tutte le attività di complesso e direttamente collegata con la accoglienza, il front office e tutte le attività di interfaccia con il pubblico. interfaccia pubblico. corte-giardino, interfaccia con con ililelemento pubblico. d’unione tra i due blocchi. Tale spazio ospiterà la reception di In una logica logica che che guarda guarda ad ad un un futuro futuro più In accoglienza, il front tutte attivitàpiù di In una una logica che office guardae ad unlefuturo più sostenibile, l’MCA ha inteso proporre un sostenibile, l’MCA ha inteso proporre un interfaccia con il pubblico. sostenibile, l’MCA ha microclima inteso proporre un edificio che che dialoghi dialoghi col locale, dove edificio col microclima locale, dove In una che logica che guarda ad un locale, futurodove più edificio col microclima le scelte scelte dialoghi progettuali contribuiscono a le progettuali contribuiscono sostenibile, l’MCA ha inteso proporre unaa le scelte progettuali contribuiscono rispondere alle alle esigenze esigenze di di minore minore impatto impatto rispondere edificio che dialoghi col microclima locale, dove rispondere alle esigenze di energetici, minore impatto ambientale, minori consumi minori ambientale, minori consumi energetici, minori le scelte progettuali contribuiscono ambientale, minori consumi energetici, minoria emissioni inquinanti inquinanti ee migliore migliore qualità qualità degli emissioni degli rispondere alle esigenze di minore impatto emissioni inquinanti e migliore qualità degli

Render di progetto. A destra, foto di modello, sezione, planimetria. Ente Pubblico di Qualità. Ferrara, Italia 2008 MCA: Mario Cucinella Architects

N N N oo o tt t ee e :: : 10 10 10

31 16 31 31

Esempi di Architettura Contemporanea: Ventilazione“ - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucrotecnologico e ventilazionecaratterizzazione tra tecnica e immagine Casi didiarchitettura contemporanea --IlIl raffrescamento formale dell’Architettura dell’Architettura Contemporanea” Contemporanea” Casistudio studio architettura contemporanea raffrescamento passivo passivo degli degli ambienti ambienti confinati confinati “tra “tra sistema sistema tecnologico ee caratterizzazione formale CasiLe studio di architettura architettura contemporanea raffrescamento passivo degli degli ambienti confinati “tra sistema sistema tecnologico tecnologico e caratterizzazione caratterizzazione formale dell’Architettura Contemporanea” spazi. strategie passive adottate fotovoltaici per la produzione di corrente Casi studio di contemporanea -- IlIlminori raffrescamento passivo ambienti “tra epiù dell’Architettura Contemporanea” premio formale Architectural Review MIPIM FUTURE camini solari checonfinati conferiscono una forte ambientale, minori consumi energetici,rendono svolge la funzione energeticamente

spazi. Le strategie passive adottate rendono l’edificio una macchina bioclimatica, puntando spazi. Le Le strategie passive adottate rendono emissioni inquinanti epassive migliore qualità degli l’edificio una macchina bioclimatica, puntando spazi. strategie adottate rendono in modo su strategie di spazi. l’edificio una macchina macchina bioclimatica, puntando inl’edificio modo particolare particolare su complesse complesse strategie di una bioclimatica, puntando ventilazione naturale e di illuminazione spazi. Le strategie passive adottate rendono in modo particolare su complesse strategie di ventilazione naturale e di illuminazione in modo particolare su complesse strategie di naturale. L’edificio sfrutta un sistema di ventilazione naturale di illuminazione l’edificio una macchina bioclimatica, puntando ventilazione naturale ee di naturale. L’edificio sfrutta un illuminazione sistema di raffrescamento che sfrutta le potenzialità della naturale. L’edificio sfrutta un strategie sistema di inraffrescamento modo particolare su sfrutta complesse didi che sfrutta le potenzialità della naturale. L’edificio un sistema raffrescamento che sfrutta le potenzialità della massa termica del terreno, incanalando le ventilazione e di illuminazione raffrescamento che le potenzialità della massa termicanaturale del sfrutta terreno, incanalando le correnti di vento e facendole passare nel massa termica del terreno, incanalando le naturale. L’edificio si basa su un sistema di correnti di ventodele terreno, facendoleincanalando passare nelle massa termica sottosuolo alcuni del correnti di ditramite vento facendole passare nel raffrescamento che sfrutta lecamini potenzialità della sottosuolo tramite alcuni camini del vento vento correnti vento ee facendole passare nel sottosuolo tramite alcuni camini camini del vento posizionati aa nord nella zona più massa termica deldell’edificio, terreno, incanalando le sottosuolo tramite alcuni posizionati nord dell’edificio, nella del zonavento più posizionati nord dell’edificio, nella zona più fresca ee eaa favore dididell’edificio, vento dove l’aria correnti facendole passareestivo; nelnella sottosuolo posizionati aa nord zona più fresca favore vento estivo; dove l’aria fresca e a favore di vento estivo; dove l’aria ulteriormente raffrescata viene poi fatta tramite camini vento posizionati a fresca alcuni e a favore di del vento estivo; doveuscire l’aria ulteriormente raffrescata viene poi fatta uscire ulteriormente raffrescata viene poi fatta uscire nella grande corte interna e negli spazi di nord dell’edificio, nella zona fresca e di a ulteriormente raffrescata viene fatta uscire nella grande corte interna epiùpoi negli spazi nella grande corte interna e negli spazi di circolazione degli uffici. Il tetto dell’edificio, la favore di vento estivo in cui l’aria ulteriormente nella grande corte e dell’edificio, negli spazi ladi circolazione degli uffici.interna Il tetto circolazione degli uffici. tettorappresenta dell’edificio, la cosiddetta quinta facciata, circolazione degli IlIluscire tetto dell’edificio, raffrescata viene poiuffici. fatta nella grandela cosiddetta quinta facciata, rappresenta cosiddetta quinta facciata, rappresenta l’elemento design più connotante del corte internadidie quinta negli spazi di circolazione degli cosiddetta facciata, rappresenta l’elemento design più connotante del l’elemento di design più connotante del l’elemento di design più connotante progetto ed allo stesso tempo svolge lala uffici. Il tetto dell’edificio, la cosiddetta quinta progetto ed allo stesso tempo svolge del progetto ed allo stesso tempo svolge la funzione energeticamente tante progetto ed allo l’elemento stesso più tempo svolge facciata, rappresenta design piùla funzione energeticamente piùdi impor impor tante funzione del energeticamente più impor tante dell’edificio. Esso èè composto una serie di funzione energeticamente più impor tante connotante ed alloda stesso tempo dell’edificio. Essoprogetto composto da una serie di dell’edificio. Esso Esso èè composto composto da da una una serie serie di di dell’edificio.

camini solari che conferiscono una forte identità ee nel contempo favoriscono importante dell’edificio. Esso è composto da camini all’edificio solari che conferiscono una forte forte identità all’edificio nel contempo favoriscono camini solari che conferiscono una lalaidentità ventilazione naturale attivando l’effetto una serie di camini solari che conferiscono una identità all’edificionaturale nel contempo contempo favoriscono ventilazione attivando l’effetto all’edificio ee nel favoriscono camino, che permette grazie alla naturale forte identità all’edificio e nel contempo la ventilazione naturale attivando l’effetto camino, che permette alla naturale la ventilazione naturalegrazie attivando l’effetto tendenza calda verso l’alto dei favoriscono la ventilazione naturale camino, dell’aria che permette grazie allaattivando naturale camino, che permette grazie alla naturale tendenza dell’aria calda di di salire salire verso l’alto dei l’effetto camino. Questo mette la moti convettivi garantiscono ilil l’alto comfort tendenza dell’ariache calda di salire salireper verso l’alto, dei dei moti convettivi che garantiscono comfort tendenza dell’aria calda di verso formazione grazie alla naturale moti convettivi convettivi cheOltretutto garantiscono comfort termico all’interno. questi camini moti che garantiscono ililtendenza comfort termico all’interno. Oltretutto questi camini dell’aria calda di studiati salire verso l’alto, moti solari sono stati in da diventare termico all’interno. Oltretutto questi camini solari sono stati studiati in modo modo da dei diventare termico all’interno. Oltretutto questi camini convettivi che garantiscono il comfort termico superfici vetrate captanti nel periodo invernale, solari sono stati studiati in modo da diventare superfici vetrate nelmodo periodo solari sono stati captanti studiati in da invernale, diventare superfici vetrate captanti nel periodo invernale, all’interno. Oltretutto questi camini solari sono regolate in modo automatico per massimizzare superfici invetrate nel periodo invernale, regolate modocaptanti automatico per massimizzare regolate insolari, modo automatico per massimizzare stati studiati in modo diventare superfici gli apporti eeautomatico sono stati progettati regolate in modo per massimizzare gli apporti solari, sonodaanche anche stati progettati gli apporti apporti solari, eperiodo sono anche stati progettati vetrate captanti nelper invernale, regolate come condotti la luce zenitale, che gli solari, eper sono stati progettati come condotti la anche luce zenitale, che come condotti per illuminamento la luce luce zenitale, che in modocondotti automatico per massimizzare gli garantisce un naturale come per la zenitale, che garantisce un buon buon illuminamento naturale garantisce un buon illuminamento naturale apporti solari, sono anche statialloggiano progettati all’interno degli Alcuni camini al garantisce un espazi. buon illuminamento naturale all’interno degli spazi. Alcuni camini alloggiano al all’interno degli spazi. Alcuni camini alloggiano al come condotti per pannelli la luce zenitale, loro interno dei solari per la all’interno degli spazi. Alcuni camini alloggiano al loro interno dei pannelli solari perchela loro interno interno dei pannelli pannelli solarieenaturale per la la garantisce un buon illuminamento produzione dell’acqua calda pannelli loro dei solari per produzione dell’acqua calda sanitaria sanitaria pannelli produzione dell’acqua caldacamini sanitaria pannelli all’interno degli spazi. alloggiano al produzione dell’acqua calda sanitaria pannelli fotovoltaici per la Alcuni produzione di eecorrente fotovoltaici per 2 fotovoltaici per2dei laprogetto! produzione dihacorrente corrente loro interno pannelli solari per elettrica (300m ).Illa ARPA vintolail fotovoltaici per produzione di elettrica (300m 2).Il progetto! ARPA ha vinto il 2 elettrica (300m produzione dell’acqua calda sanitaria e pannelli elettrica (300m ).Il progetto! ARPA ha vinto il

premio Architectural Review MIPIM FUTURE elettrica (300m Il progetto ARPA vinto il PROJECTS nella2).categoria categoria SUSTAINABILITY. premio Architectural Architectural Review MIPIMha FUTURE PROJECTS nella SUSTAINABILITY. premio Review MIPIM FUTURE premio Architectural Review MIPIM FUTURE PROJECTS nella categoria categoria SUSTAINABILITY. PROJECTS nella SUSTAINABILITY. PROJECTS nella categoria SUSTAINABILITY.

N N Noo N t oot e tte : ee: 10 10 :: 10 10

Foto modello della copertura.

A sinistra, sezione e prospetto dell’edificio dell’ARAP. Sopra, diagrammi della movimentazione dell’area all’interno della torre e dell’illuminazione media.

•Arca, 2007 Apr., n.224, (p.89) •http://www.mcarchitectsgate.it/

•http://europaconcorsi.com/

17 32 32 32 32

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La CAS rispetto all’ARPA utilizza come strategia solamente quella del wind-escape, adottando una strategia simile a quella dei tetti voltati egiziani, creando degli spazi a tutta altezza con delle aperture circolari in cima per evacuare l’aria calda. La California Academy of Sciences è collocata dal 1916 al centro del Golden Gate Park di San Francisco, dove l’Oceano Pacifico lambisce la città. La sede dell’Accademia era cresciuta fino a comprendere undici edifici diversi, di cui l’ultimo costruito nel 1976. Al loro interno trovavano posto un museo di scienze naturali, un planetario, un acquario e diverse attività di ricerca e divulgazione. Quando nel 1989 il terremoto di Loma Prieta danneggiò in modo irreparabile molti degli edifici storici, si decise di ricostruire nello stesso luogo una sede completamente nuova. Nel 2000 si tenne il concorso per la nuova sede che venne vinto dal Renzo Piano Building

Workshop che presentò un progetto capace di integrarsi col parco circostante e di sfruttare le risorse naturali del sito, come la luce ed il vento. L’edificio ruota attorno ad un ampio spazio espositivo, permeabile alla luce naturale ed alle brezze provenienti dall’Oceano. Esso è delimitato da quattro edifici prevalentemente opachi, che ospitano funzioni accessorie al museo e che richiamano la solidità della precedente sede (uno degli edifici è stato recuperato ed ospita i diorama originali della natura africana). Al centro dello spazio si trovano una piazza parzialmente coperta da una tensostruttura vetrata e due volumi sferici, uno opaco e l’altro trasparente, che ospitano rispettivamente il planetario ed un ambiente della foresta pluviale. Le vasche dei cinque acquari, che hanno bisogno di poca luce sono collocate al livello inferiore. Il lato sud infine, ospita gli uffici ed i laboratori di ricerca, visibili al pubblico grazie ad ampie vetrate che li separano dagli spazi espositivi.

Foto generale della Academy.

A destra, esploso assonometrico. Sopra, foto interno del 18 museo. California Academy of Sciences, San Francisco, USA. 2000 Renzo Piano Building Workshop

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Foto della copertura.

un’importante ruolo all’interno del sistema bioclimatico dell’edificio. Esso copre circa 10.000 m2 ed è costituito da 50.000 vassoi quadrati in fibra di cocco contenenti terreno di coltura con una varietà di vegetazione pari a 1,7 milioni di piante tipiche della California settentrionale, selezionate in modo tale che il tetto giardino non risulti spoglio durante l’intero anno. La copertura “vivente” svolge una funzione fondamentale di regolazione ter mica dell’ambiente interno, così grazie all’evapotraspirazione delle piante e dell’elevata inerzia termica del suolo, si riesce ad ottenere una moderata temperatura del tetto ed in caso di pioggia il 98% dell’acqua piovana viene

trattenuta dal terreno, evitando il sovraccarico del sistema di scarico. La particolare forma della copertura con delle volte che vanno a plasmare delle specie di colline, assume un importante ruolo dal punto di vista della ventilazione passiva all’interno dell’edificio. Infatti, questa conformazione permette all’aria calda di accumularsi nella parte alta, alla naturale tendenza dell’aria di stratificarsi. La parte inferiore dedicata allavisita delle persone è è tenuta ad una temperatura più fresca. L’aria calda invece è convogliata e fatta uscire in alto grazie all’apertura di oblò, che innescano in questo modo la circolazione naturale oltre a garantire una buona illuminazione zenitale. La particolare forma del

Foto moduli vegetali che compongono la copertura. A destra sezione con schemi di ventilazione.

Caratteri Energetici Lo sviluppo dei caratteri energetici caratterizzanti l’edificio sono stati elaborati da Piano in collaborazione con lo studio Arup, che hanno portato ad una prestazione complessiva di sostenibilità di livello Platinum, valutata con il metodo a punteggio LEED. Il tetto verde dell’edificio che ne caratterizza fortemente la forma architettonica, svolgendo

Esempi di Architettura Contemporanea: Ventilazione“ - Il raffrescamento passivo spazio costruito: e ventilazione tra tecnica e immagine Casi studio di architettura contemporanea - Il raffrescamento passivo degli dello ambienti confinati “tra involucro sistema tecnologico e caratterizzazione formale dell’Architettura Contemporanea”

tetto aumenta la velocità frequenti l’uscita venti per effetto Venturi vanno dei ad agevolare freschi oceanici la superficiela dell’aria calda che daglilambiscono oblò aumentando della copertura,della dove per effetto Venturi vannoe prestazione ventilazione naturale, adindirizzando agevolare l’uscita dell’aria calda dagli oblò il flusso nella zona concava aumentando la prestazione della ventilazione centrale, garantendo una buona ventilazione anche inIndirizzando questa sezione del museo. naturale. allo stesso tempo Per il ottenere condizioni comfort,garantendo anche nelle flusso nella lezona concavadicentrale, situazioni più estreme, è in stato inserito un una buona ventilazione anche questa sezione pavimento in estate va a del museo. Perradiante ottenere che condizioni di comfort r a f f r e s c a r e u l t e r i o r m e n t e l ’ a m b i ente anche in situazioni più estreme, è stato inserito la temper opervaante undiminuendo pavimento radiante che atur in aestate a Foto della copertura. r aall’interno f f r e s c a r edell’ambiente u l t e r i o r magendo e n t e principalmente l’ambiente sulla temperatura media radiante, mentre diminuendo la temper atur a oper antein inverno ildell’ambiente pavimento radiante a garantire il all’interno agendo va principalmente riscaldamento degli ambienti sulla temperatura media radiante. aiutato Mentre dai in guadagni passivi ottenuti grazie agli oblò sulla inverno questo va a garantire il riscaldamento copertura. degli ambienti aiutato dai guadagni passivi Questi grazie sistemi permesso di eliminare ottenuti aglihanno oblò sulla copertura. del tutto la ventilazione meccanica zone Questi sistemi hanno permesso di nelle eliminare espositive. del tutto la ventilazione meccanica nelle zone L’edificio L’edificio è dotatoè dotato inoltre,inoltre, di 60.000 celle espositive. di 60.000 fotovoltaiche che che producono 213.000 kWh, celle fotovoltaiche producono 213.000 un impianto di riciclo delle kWh, un impianto di riciclo delleacque acquegrigie, grigie,la deriva da elementi riciclati la struttura strutturain acciaio in acciaio deriva da elementi ed i materiali di scar to derivati dalle riciclati ed i materiali di scarto derivati dalle demolizionidei deivecchi vecchiedifici edificisono sonostati statiriciclati riciclati demolizioni perl’80%. l’80%. per

N o t e : 10

Schema tridimensionale della ventilazione interna.

Sopra schemi della ventilazione interna. Sotto schemi delle temperature interne. 26 20

•The Plan, 2008 n. 30 (p. 18 - 32)

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per cui è stato necessario adottare strategie adeguate che hanno portato ad avere un prezzo ragionevole per la vendita delle unità immobiliari. Questo è risultato del 2-3% più elevato rispetto a quelle dei quartieri limitrofi. Questo si è subito trasformato in guadagno dal momento che ora le stesse abitazioni sono quotate in media il 15% in più rispetto alle altre. Per non compromettere l’esposizione solare delle proprietà adiacenti, ogni modulo si eleva da nord a sud da 1 a 3 piani. Ciò determina il profilo cuneiforme della struttura, che si inclina salendo prima di culminare in un tetto leggermente curvo nel punto più alto. All’interno di questa curiosa silhouette si distinguono tre unità autonome. A nord si trova un locale polivalente ad uso abitativo e lavorativo, su livelli !"#$%&"'( )**+,-*,). sfalsati, accessibile da un piccolo cortile. A sud del gruppo di case a schiera ci !"#$%&'(')*%'++*,-./' E.#()%A%!"F)#(1#) sono due unità residenziali: un villino a due piani con tre camere da letto, accessibile mediante un giardino affacciato a sud, e un loft con una camera da 012345636)768968):76885;<4=;)963=)6;63<>)86?6@=AB6;4CD)@=;832E)A3=<644=F)75@@)81;!463D)GHHG letto, raggiungibile da un giardino pensile a cui si accede attraverso una scala esterna che parte dal piccolo cortile. Il quartiere BedZed rispetto ai casi studio precedenti, presenta delle unità abitative all’interno delle quali la ventilazione viene regolata attraverso dei camini di ventilazione che ospitano un canale di immissione ed uno di estrazione, simili nel concetto ai bagdir utilizzati nei paesi mediorientali. Beddington Zero Energy Development (BedZED) è un quartiere eco-sostenibile d’avanguardia a sud di Londra, nel sobborgo di Sutton. Costruito tra il 2000 e il 2002, facendone il primo insediamento di questo genere al mondo. Questo è un complesso abitativo a media densità ed a conduzione mista, dotato di 82 abitazioni private e 1400 m2 di spazi destinati ad uffici, inoltre la zona è dotata di centro medico sociale, asilo nido e locali. Il quartiere ecosostenibile si è scontrato Spaccato assonometrico manica unità abitative. 21 da subito con un mercato molto competitivo, Quartiere BEDZED, Londra, Uk. 2000 Bill Dunster

!"#$"%&'%()*+","-'.%&),,/.#*0'()((1#.%234%.++"253!67892%.:.:%;55<=;55>%2?4%*"#$"@%A#*0:%A,)$$.+&#"%B.CC"((.2!",,.D"#.("#)@%.#*0:%!.#,"%B'*"+"

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Ogni unità abitativa è ottimizzata in modo da diminuire le disper sioni di ener gia e massimizzare i guadagni nel periodo invernale mentre nel periodo estivo di ottimizzare la v e n t i l a z i o n e . Q u e s t o av v i e n e g r a z i e all’opportuno utilizzo di pareti ben coibentate e con grande capacità termica, ed il giusto posizionamento di grandi vetrate e serre. Un importante ruolo è svolto dai camini del vento che vanno a caratterizzare in modo molto particolare il linguaggio stesso delle abitazioni, diventando perciò l’icona di questo quartiere ecosostenibile londinese. Essi sono formati da due canali: uno di immissione di aria fresca e l’altro di estrazione dell’aria calda e viziata. Alla base di immissione ed estrazione dei condotti è sistemato uno scambiatore di calore che permette un ottimizzazione nella gestione delle temperature. Una peculiarità di questo camino del vento è la possibilità di girare, in modo da orientarsi secondo la d i r e z i o n e d e l ve n t o i n o g n i i s t a n t e aumentandone notevolmente la prestazione. Questo sistema permette di ottimizzare la ventilazione all’interno degli ambienti sia nel periodo invernale che in quello estivo, annullando la necessità di aprire le finestre per il ricambio d’aria durante l’inverno e per raffrescare gli ambienti durante l’estate; grazie alla gestione automatica del sistema di areazione. Tutte le abitazioni sono dotate di sistemi di accumulo delle acque piovane,

riutilizzate per l’irrigazione dei giardini e gli scarichi dei wc; e di pannelli fotovoltaici e solari. Inoltre si riscontra l’utilizzo di materiali da costruzione riciclati o provenienti dalle zone limitrofe con un raggio massimo di 60 Km.

Due foto dei camini di ventilazione.

Sezione con schemi energetici dell’edificio.

22 •Bill Dunster, 2008. The Zed Book •Video : Super Quark, Sostenibilità e Energia - BedZed -

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Nel centro culturale, come in BedZed abbiamo il captatore e l’estrattore d’aria nella stessa struttura, Però rispetto al precedente, qui il sistema diventa l’involucro dell’intero padiglione utilizzando un a conformazione del camino non convenzionale. Il Centro Culturale è composto da 10 padiglioni con altezza variabile tra i 20 ed i 28 metri, situati nel cuore di un parco naturale lambito dall’Oceano Pacifico e collegati l’uno all’altro da un percorso pedonale. La struttura architettonica è derivata da un approfondito studio delle abitazioni tipiche locali. In una prima serie di padiglioni ci sono una sala per esposizioni temporanee e permanenti, un auditorium ed un anfiteatro. Una seconda serie di capanne ospita i servizi amministrativi, il settore della ricerca, la sala conferenze e la biblioteca. L’ultima parte del Centro, localizzata alla fine del percorso, sembra riproporre un

villaggio e ospita le tradizionali attività creative, quali musica, danza, pittura e scultura. Le “capanne” presentano tre misure diverse, le quattro più piccole hanno un diametro pari a 4 m e sono alte 18 m. Le tre mediane hanno diametro pari a 11 m ed altezze di 22 m. Le tre grandi hanno un diametro pari a 13,5 m e sono alte 28 m. Ognuna di queste è formata da due file di costole in legno, che danno la forma caratteristica alle sale espositive, che oltre a rievocare quella che è la tradizione costruttiva Kanak hanno un’importante ruolo sul sistema di ventilazione passiva caratterizzante il progetto. Lo spazio che si viene a creare fra le due file di costole in legno forma un camino combinato di estrazione dell’aria calda ed immissione del vento (l’Aliseo il vento predominante in questi luoghi, è presente per il 90% del tempo, rivelandosi una risorsa importante per il progetto). Infrapposte orizzontalmente tra le

Sopra foto di complesso del centro Kanak. A destra foto di dettaglio, pianta e sezione di un padiglione. Centro della cultura Kanak, Nuova Caledonia, Oceania. 1998 Renzo Piano Building Workshop

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Fotografia del modello di un padiglione.

varie costole vi sono delle asticelle di legno, che disposte in modo più o meno rade formano delle parti più o meno permeabili al vento, andando a loro volta a creare un camino di ventilazione. Infatti la caratteristica forma convessa delle costole ester ne ed il tamponamento orizzontale con le asticelle in

legno vanno a convogliare parte del flusso d’aria verso il basso della struttura, che caratterizzata da una disposizione più rada delle asticelle lascia passare il vento all’interno dei padiglioni andando così a raffrescare gli ambienti. Mentre un’altra parte viene spinta verso l’alto dove una combinazione più rada delle asticelle lo lascia passare, facilitando l’uscita dell’aria calda dal camino (per effetto Venturi). Il quale presenta un’apertura interna verso la parte alta che permette la fuoriuscita dell’aria calda viziata, che essendo più leggera tende a stratificarsi verso la par te alta dell’ambiente, il quale a sua volta ne facilita la fuoriuscita grazie al soffitto inclinato. Questa serie di accorgimenti vanno a mettere appunto un complesso sistema di ventilazione passiva che permette di ventilare gli ambienti espositivi senza l’ausilio di climatizzazione meccanica, la quale è presente solo negli ambienti adibiti ad ufficio, che non riescono a beneficiare della ventilazione passiva per l’intero periodo di utilizzo della struttura, ma solo in alcuni. Oltretutto queste particolari

forme vanno a caratterizzare formalmente l’intero progetto, sottolineandone la stretta integrazione tra costruzione ed ambiente, il clima e cultura folcloristica locale.

Fotografia interno del camino di ventilazione.

Sopra, fotografie simulazioni ventilazione nella galleria del vento. 24 A sinistra, sezioni con modalità di apertura dei camini. •Peter Buchanan, 2000. Renzo Piano Building Workshop Complete Works, vol. 4 (p. 83 - 116)

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234!)1543)1)!6789477):;8528<=912>?)356=@AA6B)1543)1!!6081A@! Esempi di Architettura Contemporanea:Ventilazione“ - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

par ticolare attenzione ai car atter i di dotate di termostato, che quando rivela sostenibilità, generalmente tenuti poco in temperature al disopra della zona di comfort considerazione in edifici con destinazione d’uso attiva l’apertura delle bocchette di ventilazione a terziario. disposte al disopra delle finestre attivando la L’ a r t i c o l a z i o n e d e l c o m p l e s s o s e g u e ventilazione trasversale. Quando nella stagione l’andamento del terreno sul sito ed è costituito più calda questo non è più sufficiente il sistema da padiglioni biplanari articolati su quattro attiva l’apertura dei camini solari disposti in semi-livelli, mentre la sezione è stata studiata copertura innescando così l’effetto camino per massimizzare la ventilazione naturale in grazie alla stratificazione dell’aria in base alla tutte le stagioni e la penetrazione della luce sua densità, questo coinvolge anche i piani naturale. Questi padiglioni ospitano sale sottostanti grazie alle aperture nelle solette. riunione informali ed uffici, articolati per la Inoltre il camino può essere aperto in diverse quasi totalità in spazi di lavoro open spaces, posizioni in modo da regolare il flusso d’aria in base alle esigenze che si presentano, Il !"#$%&"'( )**+,-*,).messi in comunicazione tra i vari piani tramite ampi!"#$%&'(')*%'++*,-./' vani scala che permettono la ventilazione meccanismo di estrazione è ottimizzato grazie ed il E.#()%A%!"F)#(1#) passaggio della luce naturale attraverso i alla presenza di un frangivento che garantisce caratteristici camini solari anche ai piani l’uscita del flusso d’aria anche in situazioni di In quest’ultimo caso studio invece troviamo sottostanti. forte vento. l’utilizzo di un wind-escape, che va ad01234!)1543)1)!6789477):;8528<=912>?)356=@AA6B)1543)1!!6081A@! estrarre )*+","-'.%&),,/.#*0'()((1#.%234%.++"253!67892%.:.:%;55<=;55>%2?4%*"#$"@%A#*0:%A,)$$.+&#"%B.CC"((.2!",,.D"#.("#)@%.#*0:%!.#,"%B'*"+" Al fine di garantire la ventilazione naturale dei La ventilazione è incrociata ad un sistema che l’aria calda e viziata. Però risulta molto padiglioni è stata adottata una strategia che prevede l’esposizione dei solai in clsa dotati di interessante lo studio di ottimizzazione che è combina la ventilazione trasversale con l’effetto una pesante massa che funge da pozzo termico stato apportato al sistema, dotandolo di camino. Ogni padiglione è suddiviso in zone durante il giorno, assorbendo parte del calore meccanismi sofisticati di automazione per garantirne le massime prestazioni in qualsiasi condizione atmosferica. Il Campus Arup nasce nel 2001 nei pressi Birmingham, è un edificio per uffici che utilizza la formula del “business park”, ciò è la collocazione di questi complessi terziari in zone periferiche alla città prevalentemente rurali. Questo edificio è caratterizzato da una particolare attenzione a garantire livelli elevati di comfort per gli utenti con anche una Fotografia di complesso del Campus Arup.

Campus Arup, Solihull, Uk. 2001 Arup Associates

Casi studio di architettura contemporanea - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: Involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

In fase di utilizzo si è potuto verificare che con un’importante ruolo nella caratterizzazione temperature esterne di 30°C, quella interna è formale dell’edificio, diventato l’elemento salita sopra la soglia dei 25 °C solo per l’8% del centrale dei padiglioni. tempo, garantendo il comfort senza l’utilizzo di un condizionamento dell’aria. Ogni camino solare include un lato vetrato rivolto a nord ed uno inclinato esposto a nordest (oppor tunamente schermato), questo permette di ottenere all’interno degli ambienti ( )**+,-*,). sul piano di lavoro un FLDm del 5% e per Schema planimetrico. oltre metà della superficie un indice compreso !"#$%&'(')*%'++*,-./' all’interno dell’edificio, per poi essere tra il 3% ed il 7% riducendo i consumi E.#()%A%!"F)#(1#) raffreddati durante la notte grazie all’apertura energetici dovuti all’illuminazione generalmente delle bocchette di ventilazione. Inoltre i carichi molto elevati in edifici per ufficio, riducendo solari indesiderati vengono tenuti sotto soprattutto i carichi termici dovuti a questi 01234!)1543)1)!6789477):;8528<=912>?)356=@AA6B)1543)1!!6081A@! controllo da un sistema di schermature ultimi. disposte su tutte le facciate in base In questo edificio il camino solare è un oggetto all’orientamento ed anche dal camino solare energeticamente molto importante, permette che viene sfruttato oltretutto come lucernario. un notevole risparmio energetico e riveste !"#$%&"'(

)**+,-*,).

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Foto interno del padiglione.

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A sinistra, sezione con schema di ventilazione. A destra, sezione camino di ventilazione •Arketipo Anno 1 n. 2, (da p. 66.)

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Correnti di ventilazione + Acqua, un binomio nel rapporto tra tecnica ed immagine - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

III - Correnti di ventilazione + Acqua, un binomio nel rapporto tra tecnica ed immagine

Correnti di ventilazione + Acqua, un binomio nel rapporto tra tecnica ed immagine - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

evaporativa, la quale può essere utilizza da sola o più di frequente associata a torri del vento (trattate nel capitolo precedente). Invece i sistemi indiretti sono rappresentati dal sistema I sistemi di ventilazione di cui si è parlato, a spruzzo, il roof pond e dal sistema a pellicola hanno avuto una lunga e complessa d’acqua corrente. evoluzione, fra queste la più suggestiva, con un Nelle torri del vento associate a tecniche di importante valenza dal punto di vista formale evaporazione il principio di funzionamento è lo architettonico, è sicuramente quella che li vede stesso della torre del vento, incrementato con associati con sistemi che prevedono l’utilizzo un sistema di ugelli che spruzza acqua d e l l ’ a c q u a , s f r u t t a n d o i b e n e fi c i d e l nebulizzata all’entrata del flusso d’aria, andando raffrescamento evaporativo per migliorarne le in questo modo ad abbassare ulteriormente la prestazioni. temperatura dell’aria entrante per effetto Di seguito verranno spiegati i principi che evaporativo. Questo sistema ha inoltre il stanno alla base del funzionamento di questi e del Vento e tecnologie combinate - Il raffrescamento passivo degli ambienti confinati “tra sistema tecnologico evantaggio caratterizzazionedi formale dell’Architettura anche Contemporanea” funzionare in assenza di sistemi associati, per poi spiegarne l’evoluzione nto Per quanto riguarda l’abbassamento della vantaggio di funzionare anche in assenza di Nvenendo vento, l’aria in cima alla torre, tramite alcuni esempi presi dall’architettura temperatura tramite la velocità dell’aria in vento, l’aria in cima alla torre, una volta o raffreddata dall’acqua nebulizzata diventa più vento sfrutta i venti estivi mediterranea movimento, e elamediorientale. modalità di gestione della raffreddata dall’acqua nebulizzata diventa più t storica fredda essendo più pesante scende creare una corrente d’aria che velocità del flusso entrante, valgono le stesse fredda, ed ed essendo più pesante scende verso il e verso il Il raffrescamento evaporativo è un processo in : basso (torre evaporativa). re gli ambienti desiderati considerazioni fatte per il wind-escape. basso (torre evaporativa). cui l’effetto dell’evaporazione del contenuto di 10 acqua viene utilizzato come pozzo termico il sistema prevede un condotto missione che collega l'apertura naturale; il calore sensibile dell’aria viene ceduto ll'aria al vano da ventilare. alle molecole d’acqua sotto forma di calore ngresso deve essere rivolta latente, al fine di consentirne l’evaporazione. n relazione ai venti dominanti Questo nte l’apertura è conformata in processo consente il raffrescamento vogliare il flusso verso dell’aria il basso. stessa, la quantità di calore sensibile è particolarmente adatto in assorbito dipende dall’ammontare di acqua che vento prevalente relativamente periodo caldo (come può le zoneessere evapor ata. Questi sistemi permettono in sistema media di un decremento di Mediterraneo), nonché in Questo ventilazione passiva ha ontesto urbano ad altatemperatura densità subito un notevole di 5-6 °C. sviluppo, che lo ha visto ui risulta difficile utilizzare le associato ad altri tipi di tecnologie che sono I sistemi evaporativi di involucro si possono arie (finestre) collocate a livello andate ad incrementarne le prestazioni; infatti suddividere mmissione d'aria, soprattutto ai p u òin e sdiretti s e r e a sos o indiretti; c i a t o a tie cdiretti n i c h e dsii e sistema di identificano con la torre di raffreddamento i terra. torrievaporativa del vento sono ancheincrociato generalmente raffrescamento per evaporazione, a tecniche di LeTorre

Tipologie di funzionamento negli esempi storici

può trasformare in assenza di estrazione (come i camini solari sopra citati) o •Alessandro Mazzotta, 2008. Dispense (Lez. 7) ionare contemporaneamente geotermia. •Mario Grosso, 2008. Il raffrescamento passivo degli edifici (cap. 10). ma ad estrazione naturale per •Mario Buono, 1998. Architettura del vento (p.25 - 34)

raffrescamento associate a sistemi di estrazione dell’aria calda, questi possono essere integrati all’interno dello stesso condotto; fornito di due canali uno per

Altri sistemi più complessi prevedono l’utilizzo incrociato di torre del vento, wind escape, sistemi evaporativi e geotermia. Come nell’esempio riportato di seguito: nel quale l’aria attraversa la torre del vento venendo incanalata nell’ambiente tramite un condotto sotterraneo (Il terreno generalmente già ad 1-2 metri di profondità presenta una temperatura più bassa di quella dell’ambiente esterno, e può essere ulteriormente diminuita se il suolo sovrastante viene piantumato), allo sbocco del quale si trova una fontana che raffresca ulteriormente l’aria entrante in ambiente, mentre quella calda viene espulsa dall’ambiente tramite un wind-escape. Questi sistemi utilizzati congiuntamente permettono di ottenere un abbattimento della temperatura in ambiente anche di 10- 12°C, ottenendo condizioni molto vicine a quelle di comfort anche in climi molto caldi ed aridi, dove tra l’altro è anche molto apprezzata l’umidificazione dell’aria tramite i sistemi ad acqua che migliorano la condizione di comfort igrometrico aumentando l’umidità relativa in ambiente, generalmente molto bassa.

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Un esempio emblematico di architettura di questo tipo è dato dalla camera dello scirocco, sviluppatasi in Sicilia e nelle isole Eolie nel XV sec. Si tratta di locali di diversa dimensione (piccoli nelle case, grandi nelle ville) costruiti quasi completamente sotto terra, lasciando però un affaccio verso l’alto per l’illuminazione naturale. I locali, completamente arredati per essere abitati nel periodo caldo dello scirocco, erano collegati all’edificio principale attraverso gallerie sotterranee spesso percorse da canalette di acqua che contribuiscono all’effetto di raffrescamento attraverso l’evaporazione. Nelle ville di grandi dimensioni la forma della stanza è circolare e presenta una copertura a forma di tronco di cono, mentre negli edifici di minore importanza la forma della stanza è quadrata o rettangolare con volta a botte. L’orientamento è variabile, la camera nelle grandi ville è staccata dai corpi di fabbrica. Il

Ma il mistero dell’origine e del periodo

della loropuò introduzione in Sicilia permarapporto con il contesto essere ipogeo ne dal momento che strutture cunicolari analoghe di adduzione di età gre(tipo più comune), semiipogeo o idrica sovrasuolo co-corinzia sono stati recentemente rivima comunicante con naturali sitati egrotte studiati a Siracusa (Ninfeo) eche ad Agrigento (Zuccarello). A Palermo la costituiscono la “sorgente fredda” dei qanatdell’aria. si è avuta massima diffusione nel periodo spagnolo a partire dal XVI All’interno delle grandisecolo camere dello scirocco si (Piana di Mezzomonreale). Tra i tanti sistemi Gesuitico può riscontrare la presenza di ritrovati acquail qanat corrente. Alto ubicato in contrada Micciudda fu costruito agli inizi del XVI per La struttura è realizzata con volte insecolo pietra opera di Gerardo Alliata, cavaliere di Malricoperte di terreno ta. piantumato e garantisce una massa termica elevata, che DELLO dipende dalla LE CAMERE SCIROC CO, CREAVANO IL FRESCO dimensione e dallo Unspessore della terra singolare ipogeo che desta ancora molta curiositàdi è rappresentato sovrastante (mai inferiore 2 m),sicurache mente dalle camere dello scirocco, esempi settecenteschi di architettura del garantisce un inerzia di parecchi giorniraf-e frescamento passivo. La denominazione comunque superiore alla durata dello scirocco suggestiva di camera di scirocco per indicare questi singolari ambienti freschi (10-12 giorni). si ritrova per la prima volta in un atto notarile del 5 agosto 1691 dove si legge: Le aperture sono costituite una porta “Scendesi piùda in basso a man destra vi èdi una grotta seu camera di scirocco ingresso (che spesso comunica con la villa)conefon-da tana in mezzo e tutto in giro con mattoni di Valenza” . Il luogo era quello della pozzi di areazione/illuminazione. famosa villa delle Quattro Camere del Misure termiche fatteducaindi Terranova, una camera dello di cui oggi resta solo il toponimo, ubicata vicino il Convento scirocco mostrano dei una differenza tra Cappuccini in località Siccheria. Lala principale testimonianza di questi ruditemperatura esterna mentali e condizionatori quella interna d’aria è quellaalla lasciataci da Nino Basile, cultore attento camera di circa 7-8°C della (da storia 33°della a 25°). città, che li riscoprì e studiò agli inizi del secolo scorso. Le camere dello scirocco costituirono spesso e in varie forme il corredo architettonico delle ville e casene di caccia durante la cosiddetta “grande villeggiatura” che raggiunse la massima diffusione nel XVIII secolo, un periodo fiorente per l’economia di Palermo in cui i nobili riscoprirono i piaceri e gli ozi estivi soggiornando nelle dimore di campagna di alcune località della pianura: Piana dei Colli, Cruillas, Olivuzza, Mezzomonreale, Villagrazia, Santa Maria di Gesù. Ma il loro uso potrebbe essere anteriore a questo periodo per la presenza della “camera” di Villa Naselli Agliata descritta dal gentiluo-

La camera dello scirocco di Villa Savagnone ad Altarello di Baida

Due foto della camera dello scirocco di Villa Savagnone ad Altarello di Baida.

I resti della vera romana del pozzo di cortile Maqueda (Palazzo Reale)

moSezione Vincenzo Di nella suadello opedi Giovanni una camera ra Palermo Restaurato (1552) e succesA-camera dello scirocco, sivamente in un articolo del Basile sulle B-vasca, ville di Palermo pubblicato sul Giornale diC-corridoio Sicilia (1928). La camera dello scicon lucernari, rocco di Villa Naselli Agliata, a VillaD-corridoio sotterraneo. grazia, si distingue per la presenza di una vera e propria “torre del vento”, di forma tronco-conica che racchiude alla base una camera con sedili, simile per funzionamento termodinamico alle badgir iraniane di Yazd (la città delle torri del

vento) che veicolano la circolazione delscirocco.

l’aria fresca all’interno dei palazzi, espellendo quella calda. I contadini di Villagrazia chiamavano questa torre, u toccu per la sua caratteristica forma a cappello. Altra struttura caratteristica è data da una lunga e ampia galleria a volta reale dotata di pozzi d’aerazione, chiamata ”u passiaturi” (galleria del passeggio) dove scorreva un canale d’acqua sorgiva consentendo di passeggiare al fresco e sfuggire così all’afoso vento di scirocco. Agli

79 •Mario Grosso, 2008. Il raffrescamento passivo degli edifici (cap. 4). •Benito De Sivo e Mario Fumo, 1987. L’architettura dell’energia (cap. 2).

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Un altro esempio molto complesso e suggestivo del mondo mediorientale è fornito dalla mashrabìya. Un ambiente creato a sbalzo collocato ai piani degli edifici, simile al “bowwindow”odierno, ma chiuso da pannelli di legno grigliati. In esso venivano generalmente poste delle giare con l’acqua con la funzione di raffrescamento per evaporazione dell’aria calda, passante attraverso le aperture dei pannelli. Alla mashrabìya poteva essere sovrapposta un’altra finestra protetta da pannelli lignei posta nella parte alta della stanza. Questa, molto più piccola, aveva il compito di aumentare la quantità di luce penetrante entro l’ambiente e di far uscire all’esterno l’aria calda, che tende ad accumularsi in prossimità del soffitto della stanza. La mashrabìya tradizionale può avere la superficie esterna piana, essere movimentata da absidi sporgenti verso l’esterno dette kullaleya (dal termine arabo kulla cioè giara). La loro funzione è di contenere le giare di terracotta porosa colme d’acqua con la funzione di raffrescare l’aria entrante. Oggi il termine mashrabìya è attribuito a qualsiasi apertura dotata di uno schermo costituito da listelli di legno a sezione circolare, disposti ad intervalli regolari, in modo da creare pannelli geometrici estremamente decorativi. La mashrabìya, secondo quanto afferma Hassan Fathy, ha cinque funzioni fondamentali:

luminosità della luce che penetra dagli interstizi. Questi ultimi hanno dimensioni variabili a t seconda delle esigenze. Le mashrabìya poste ai piani bassi hanno una trama fitta di interstizi, al fine di evitare che gli estranei possano curiosare all’interno degli ambienti, violando la privacy degli occupanti. Gli interstizi piccoli sono fondamentali anche quando vi sia una forte radiazione incidente. Nelle facciate rivolte a nord o in quelle protette dal sole è possibile usare delle maglie molto più ampie che permettono una maggiore ventilazione.Tale configurazione viene usata solo ai piani superiori, dove l’occhio del passante non può penetrarle.

Esterno di una mashrabiya.

๏ controllare il passaggio della luce; ๏ controllare i flussi d’aria; ๏ ridurre la temperatura dell’aria; ๏ aumentare l’umidità dell’aria; ๏ assicurare la privacy. La radiazione solare che entra in un ambiente c o n fi n a t o p u ò c r e a r e p r o b l e m i d i surriscaldamento e di abbagliamento. Nella mashrabìya i piccoli interstizi e soprattutto la sezione circolare del legno, permettono di graduare la luce incidente, affievolendo così il contrasto tra l’oscurità dei listelli opachi e la

•Mario Grosso, 2008. Il raffrescamento passivo degli edifici (cap. 5). •Benito De Sivo e Mario Fumo, 1987. L’architettura dell’energia (cap. 2).

Interno di una mashrabiya.

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Le caratteristiche di raffrescamento e di umidificazione della mashrabìya dipendono dal materiale usato: il legno. Esso infatti assorbe, trattiene e rilascia considerevoli quantità di acqua.Tale caratteristica appartiene alla pianta in vita , ma si mantiene anche nel legno tagliato sin tanto che i pori non vengano coperti da vernici. Il vento che passa attraverso gli interstizi rilascia parte della sua umidità ai listelli di legno durante la notte. Quando la mashrabìya è direttamente colpita dai raggi solari, questa umidità viene ritrasmessa all’aria che attraversa gli interstizi e sfiora gli occupanti. Quanto più una mashrabìya è grande, tanto maggiore sarà il suo potere raffrescante e la sua capacità di immagazzinare umidità, che verrà in tal modo rilasciata in tempi più lunghi. La mashrabìya ha inoltre un’importantissima funzione sociale, prioritaria rispetto al ruolo di raffrescamento, assicurare la privacy degli occupanti permettendo loro di osservare l’esterno. Ciò vale soprattutto per gli ambienti riservati alle donne, che nella cultura islamica sono separati da quelli preposti per accogliere gli ospiti. Attraverso le mashrabìya esse possono osservare tutto ciò che accade nelle stanze e nei cortili, senza essere viste. In generale la mashrabìya è un sistema costoso, ciò è dovuto in primo luogo alla carenza di alberi ed in secondo luogo all’accurata lavorazione del legno. Nonostante ciò neanche i più indigenti, però, hanno mai rinunciato ad avere pannelli lignei di

questo tipo, per cui è possibile ritrovarli, in forma molto più semplice ed economica anche nelle umili abitazioni dei villaggi o delle parti antiche delle città. Nonostante il minor pregio, questi pannelli rispettano tutte le caratteristiche proprie della mashrabìya. Oggigiorno la mashrabìya è ripresa in costruzioni dei più disparati stili: da quelle di tipo vernacolare (dagli architetti egiziani Hassan Fathy o Ramses Wissa Wassef) a quelle di stile eclettico o moderno.

Mashrabiya di minor pregio.

Mashrabiya.

•Mario Grosso, 2008. Il raffrescamento passivo degli edifici (cap. 5). •Benito De Sivo e Mario Fumo, 1987. L’architettura dell’energia (cap. 2).

Il salsabil e la fontana Tradizionalmente la fontana è posta nel mezzo del cortile, con l’iwan, lo spazio vivibile aperto su di esso. La forma ha generalmente una forma simbolica: esternamente è quadrata, mentre il bacino centrale è ottagonale (o con più facce fino a sedici). Negli spigoli dei quadrati vi sono dei semicerchi, tanto che la forma risultante ricorda la proiezione delle volte delle stanze , che a loro volta simboleggiano la volta celeste. Un altro significato simbolico della fontana è quello connesso alla contrapposizionerelazione tra uomo e donna, tipica dei popoli arabi. Nella tradizione, il getto d’acqua è

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simbolo di virilità: esso riempie il bacino (femminile), rappresentando simbolicamente l’unione perpetua. La fontana, nata con funzione decorativa, ha quindi assunto molti significati, ma non ha mai perso l’importante ruolo di sistema di N raffrescamento. Alcune realizzazioni più recenti mostrano la fontana anche al centro di cortili coperti, i dur-qà’a; questi, per offrire un maggiore comfort termoigrometrico, sono forniti di torri del vento che convogliano l’aria ester na ver so l’acqua della fontana, diminuendo la temperatura dell’aria ed incrementandone il grado di umidità. Nelle situazioni in cui non è sufficiente la pressione dell’acqua per realizzare una fontana, si può comunque sfruttare il raffrescamento evaporativo offerto dal salsabìl. Questoo è una lastra di marmo lavorato con disegni minuti, disposta in una nicchia di fronte all’iwan, dove ci si siede per discutere. E’ posta con un certo angolo rispetto alla verticale in modo da permettere all’acqua di sgocciolarvi e facilitare l’evaporazione. L’acqua usata viene incanalata verso la fontana vera e propria, posta poco lontano. In generale l’acqua in movimento, nelle fontane o nei salsabìl è più efficace nel creare raffrescamento rispetto alle vasche con acqua ferma. I sistemi con acqua in movimento, hanno l’inconveniente di consumare troppa acqua, solitamente scarsa nei paesi caldosecchi.

Salsabìl con fontana.

E’ molto interessante notare come questi spazi oltre ad avere un’importante ruolo di controllo climatico dell’ambiente interno, siano nella maggior parte dei casi associati a importanti funzioni antropologiche caratteristiche di queste società. Il qà’a di derivazione turca è un ambiente utilizzato per r icevere degli ospiti, tradizionalmente composto da tre ambienti: ๏ il dur-qà’a, un locale centrale a tutta altezza, pavimentato in marmo, senza tappeti e usato per la circolazione delle persone; viene coperto da un lanternino in legno, detto shukhsheika, che fornisce ventilazione ed illuminazione agli ambienti sottostanti (spesso al centro viene

•Mario Grosso, 2008. Il raffrescamento passivo degli edifici (cap. 5). •Benito De Sivo e Mario Fumo, 1987. L’architettura dell’energia (cap. 2).

collocata una fontana per aumentare il comfort termico in ambiente grazie al raffrescamento evaporativo). ๏ Gli iwanat, due ambienti annessi, chiusi, sollevati e con tappeti, dove avvengono le pubbliche relazioni. Il principio su cui si basa il Qà’a è molto semplice: in estate l’aria calda dell’ambiente tende a salire verso l’alto, da dove le aperture del lanternino ne permettono la fuoriuscita; ed il flusso richiama aria fresca dagli ambienti circostanti. In inverno, invece, le aperture del shukhsheika vengono chiuse, solitamente con il vetro: ciò provoca nel qà’a un effetto serra in grado di riscaldare l’ambiente, reso freddo dall’aria invernale. Oltre alla copertura a lanternino, il qà’a può essere caratterizzato da una copertura a cupola, che permette di coprire ampi spazi ed ha il vantaggio, per forma, di evitare eccessivi surriscaldamenti, questo sistema è più diffuso nelle zone dell’Iran.

Foto del lanternino di un Qà’a.

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Moti convettivi in un Qà’a con cupola e fontana

Un esempio emblematico derivante della tradizione araba è il qà’a associato al malquaf nell’edificio M uhib Al Din Eshafei al Cairo, risalente circa al 1350 d.C. Il sistema funziona grazie alla differenza di pressione tra le parti in gioco: il malquaf, posto sopravento nel lato a nord, cattura l’aria dei venti dominanti, la incanala entro l’iwan e successivamente nel dur-qà’a, che ha un soffitto molto più alto degli ambienti circostanti, a forma di lanternino. Al centro della stanza è posta una fontana, che aumenta l’umidità relativa nell’ambiente e diminuisce la temperatura dell’aria. Il flusso d’aria esce all’esterno, attraverso le mashrabìya poste sulle pareti del lanternino, per effetto camino e Bernoulli-Venturi. Alcuni studi dell’aprile del 1973, condotti dall’A.A.S.A di Londra, mettono in evidenza quale sia il comportamento dei flussi di aria all’interno di questo edificio: l’aria entro il qà’a tende a salire naturalmente, (poiché calda) ma

Palazzo M uhib Al Din Eshafe, spaccato.

la sua velocità è aumentata grazie al contributo della parte superiore del lanternino che è esposta ai raggi solari; questi scaldano ulteriormente l’aria che sale più rapidamente ed esce dalle mashrabìya. Questo surriscaldamento non influenza il microclima interno poiché la sommità del lanternino del qà’a si trova molto in alto rispetto alla parte di per tinenza dell’uomo. Questo sistema permette di avere un buon movimento dell’aria anche quando all’esterno non vi sono brezze.

Sezione con schema dei flussi nell’edificio M uhib Al Din Eshafe.

•Mario Grosso, 2008. Il raffrescamento passivo degli edifici (cap. 5). •Benito De Sivo e Mario Fumo, 1987. L’architettura dell’energia (cap. 2).

•Fathy H. 1985, op. Cit.(F.H)

U n a i m p o r t a n t e fi g u r a c h e s t u d i ò approfonditamente questo tipo di tecniche fu Hassan Fathy, che riprese l’uso dell’acqua nei sistemi di raffrescamento della tradizione (ad esempio la Kullaleya della mashrabìya di qui abbiamo parlato prima), per rielaborarli ed associarli ad altre tecnologie di raffrescamento per ventilazione. Infatti uno dei primi esempi di malquaf associati al raffrescamento evaporativo è stato messo a punto da lui, elaborando una nuova tecnica. Questa consiste nel posizionamento all’interno del cunicolo dei malquaf di giare in terra cotta sospese contenenti dell’acqua, ottenendo l’umidificazione e l’abbassamento della temperatura dell’aria entrante in ambiente. Le giare potevano essere sostituite con dei pannelli di carbone vegetale continuamente inumiditi. La struttura granulare del carbone permette sia l’acqua che le particelle solide trasportate dai flussi d’aria. Hassan Fathy descrisse che “… nelle scuole di Gourna… era stato collocato un piatto metallico inclinato pieno di carbone di legna, che si poteva inumidire mediante un rubinetto: l’aria passava attraverso questo meccanismo e veniva raffreddata prima di entrare nel locale. Il sistema ricorda il salsabil che si trova nelle sale e negli iwan delle vecchie case arabe, una lastra di marmo ondulato su cui gocciola l’acqua di una fontana… A Gourna l’impianto portò a un calo della temperatura di 10°C all’interno delle aule.”(F.H)

Correnti di ventilazione + Acqua, un binomio nel rapporto tra tecnica ed immagine - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

Studi su malquaf con pannelli di carbone e salsabil, di H. F.

Sezione di casa Kallin, Menia, Egitto, di H. F.

Studi su malquaf con giara e wind-escape, di H. F.

Studio per una scuola a New Gourna, Egitto, di H. F. (non realizzato). 34

Esempi di Architettura Contemporanea: “tra acqua e ventilazione” - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

III.II - Esempi di Architettura Contemporanea: “tra acqua e ventilazione”

Nel capitolo seguente verranno analizzati altri casi studio che fanno utilizzo dell’acqua e della ventilazione naturale come elemento per caratterizzare l’involucro edilizio.

bimento. Questi ultimi sistemi, alimentati a elettricità, sono prevalent utilizzati durante la notte (quando l’energia costa meno) e il “fred Esempi di Architettura Contemporanea: “tra acqua e ventilazione” - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

impiegati che andrà ad ospitare, attraverso una elevata attenzione ai criteri di sostenibilità e risparmio energetico. Questo ha dato origine ad un edificio che programmaticamente espone all’esterno attraverso il suo involucro le modalità di regolazione climatica passive, facendolo diventare un vero e proprio manifesto della costruzione sostenibile della città, distaccandosi radicalmente dalla tipica scatola sigillata ed interamente condizionate degli edifici per uffici. Il clima di Melbourne è caratterizzato da inverni miti ed estati piuttosto calde, oltretutto la destinazione ad uffici è caratterizzata da elevati carichi termici interni. Per cui la principale attenzione è stata quella del raffrescamento degli ambienti ed evitare gli Facciata Nord con le Shower Tower. apporti solari indesiderati. Le quattro facciate del CH2 assolvono ciascuna a compiti differenti, ad ovest un sistema di persiane mobili in legno riciclato protegge gli uffici dal sole pomeridiano, a nord (emisfero australe) si trovano i condotti scuri dei condotti eolici per l’estrazione naturale dell’aria viziata 6. Ingresso acqua ed un sistema di giardini verticali per la L’acqua proveniente dai schermatura solare. La facciata sud è materiali a cambiamento di caratterizzata dalle torri evaporative in tessuto, fase è immessa nel processo di raffrescamento a 17 °C mentre quella est dove sono collocati tutti i servizi igienici è rivestita da una lamiera forata per permetterne la continua ventilazione. Sistemi di ventilazione All’inter no dell’edificio viene immessa meccanicamente l’aria fresca presa in sommità Facciata Est in lamiera micro forata. Diana Snape

Council House2 (CH2) Melbourne, Australia Designic

Ch2, Facciata Nord con i camini di ventilazione.

La Council House 2 è la nuova sede degli uffici comunali della città di Melbourne. Aperto nell’Agosto 2006, il progetto nasce dalla necessità di ospitare 540 impiegati comunali precedentemente collocati in diverse sedi sparse nella città. Il progetto si pone l’obiettivo di ottenere elevati standard per il comfort fisico degli

Di notte, le sh diventano un

At night the sh façade becom

1. Ingresso L’aria è rich all’interno, griglie alla dall’acqua muove aria

2. Raffresc Mentre le g evaporano energia se 36 gradualme discesa

Esempi di Architettura Contemporanea: “tra acqua e ventilazione” - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

dall’esterno, mentre l’estrazione è possibile perché i condotti nel soffitto sono collegati ai camini esterni della facciata nord, a loro volta 11. Estrattori eolici mantenuti in depressione dall’effetto combinato di estrattori eolici Il plenum di estrazione è mantenuto a posti sulla loro sommità e del colore scuro del loro rivestimento. pressione negativa dall’effetto camino nei L’energia solare che colpisce l’involucro esterno, infatti, riscalda l’aria condotti a nord e dagli presente nei condotti, che tende a muoversi verso l’alto per effetto estrattori eolici camino e a richiamare così altra aria esausta dall’interno dell’edificio. Giardini verticali Uno scambiatore di calore fra aria in espulsione e aria fresca permette 10. La facciata verde a nord e la vegetazione di pre-riscaldare Ventilazione ibrida o pre-raffrescare quest’ultima. ta, senza riciclare parte dell’aria sul esausta come accade nei sistemi tetto migliorano i a tutt’aria. Il sistema livelli di ventilazione, studiato per usare di comfort visivo Durante la notte, se la temperatura dell’aria esternatradizionali è inferiore a quella e la qualità dell’aria Il benessere degli utenti di un edificio per uffici, dove si permane per meno energia possibile, ha il compito di rimuovere gli agenti inquidelle solette di calcestruzzo, tramite undel-sistema di(come controllo tutta la giornata, è influenzato in maniera significativa dalla qualità nanti interni la CO dovuta alle persone), di regolare l’umidità l’aria, oltre che da una serie di parametri soggettivi legati alla possibilità presente in ambiente e di fornire la quantità di aria fresca necessaria automatizzato, attivale condizioni un meccanismo che Questo permetti il raffrescamento 9. Schermatura + luce di controllare in primasipersona ambientali interne. fisiologicamente. shelf e dell’edificio, è ripulita da significa chedelle un impianto di condizionamento tradizionale, anchelesefinestre L’aria esterna viene prelevata sommità naturale masse, provvedendo ad aprire perimetrali: ciò allaLight assicurano regolato da un sistema di controllo sofisticato, non è necessariamente due batterie di filtri, scende lungobalconi i condotti collocati sulla facciata schermatura attiva incrementata dal tiraggiosud verticale dei camini, percepitouna comecorrente confortevole d’aria, dalle persone presenti nell’ambiente. e viene immessa meccanicamente negli uffici (open-space) dal orizzontale sole di regolare la quanIl principio che ha guidato la progettazione del sistema di ventilazione plenum sotto il pavimento. Ogni utente è in dal grado la luce che il calore nelle masse dell’edificio di CH2asporta è stato di immettervi solo accumulato aria esterna opportunamente filtra- termiche tità di aria che raggiunge la sua settentrionale; postazione di lavoro agendo sulle diretta e diffusa viene riflessa dal light shelf durante il giorno. 2

1. Estrazione Il plenum di estrazione è mantenuto a pressione negativa dall’effetto camino nei condotti a nord

Floor mounted, user controlled

5. Ventilazione a dislocazione Zona a temperatura confortevole creata dalla ventilazione a dislocazione

7. Soffitti raffrescanti air diffusers with “twist” outlets Assorbono il calore 4. Healthy air irraggiato da 100% outside air supply to apparecchiature sealed access air plenum e utenti 5. Displacement air

Includes PV c water panels generation p 2. Healthy ai 100% outside vertical ducts 3. Thermal m Mass of conc excess heat 4. Displacem Fresh air fed through floor 5. Shower tow Air and water cool water an evaporation 6. Phase cha Water is pipe plant for re-c 7. Chilled ceil They absorb equipment a 8. Exhaust High level cei ensures com warm air in c 9. Shading + Light shelf + provide horiz northern sun daylight bou 10. Vertical p Green north f top assist sh quality 11. Wind turb The exhaust negative pre north flues’ “ wind-powere

2. Aria salubre Fornitura di aria esterna al 100% attraverso condotti verticali e plenum nel pavimento 3. Massa termica La massa delle solette di calcestruzzo assorbe il calore in eccesso dagli ambienti 4. Ventilazione a dislocazione L’aria fresca è immessa a bassa velocità da griglie a pavimento

5. Shower towers Acqua e aria precipitano e si raffreddano per evaporazione

DesignInc

Boundary layer created by displacement air supply

3. Diffusori a pavimento Griglie di immissione dell’aria montate a pavimento e controllate dagli utenti, con diffusori a spirale

Schema di ventilazione negli uffici Schema dei flussi d’aria all’interno degli uffici. Offices’ ventilation scheme

6. Materiale a cambiamento di fase L’acqua è fatta circolare nei serbatoi di PCM per essere raffreddata

DesignInc

4. Aria salubre Immissione di aria esterna al 100% nel plenum a tenuta nel pavimento

8. Estrazione 1. Exhaust Le prese d’ariaE xhaust viziataplenum at slightly negative pressure, a soffitto assicurano la 2. Posizione del induced by north flues soffitto ondulato completa evacuazione 2. Undulating concrete dell’aria calda in cls a vista ceiling line 3. Floor diffusers

1. Roof top en 1. Energia dal tetto Comprende celle FV, pannelli solari ad acqua e un impianto di co-generazione a gas

Sezione trasversale tipo con il comportamento climatico dell’edificio in evidenza Cross section showing the bio climatic behaviour of the building

4. La “corteccia” La pelle “a corteccia” protegge la

1. North-eastern sun 2. Light

Sezione dell’edificio con schemi.

Stefano Ravasio

3. tettoia d funzione d provenient sp. 50 mm 4. griglie m raffrescata terra 5. element prefabbrica 6. trave fre

Sezione trasversale dell’ultimo livello. Scala 1:100

Cross section “tra of the top floor. Scale 1:100 Esempi di Architettura Contemporanea: acqua e ventilazione” - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

1. deck di legno

the function shower tow 4. mobile gr into the are 5. undulate ceiling mad 6. cold beam

Di notte, le shower towers sul fronte sud diventano una sorta di insegna luminosa At night the shower towers on the south façade become a sort of illuminated sign

6. Ingresso acqua L’acqua proveniente dai materiali a cambiamento di fase è immessa nel processo di raffrescamento a 17 °C

1. Air in

1. Ingresso aria L’aria è richiamata all’interno, attraverso griglie alla sommità, dall’acqua in caduta che muove aria attorno a sé

Air is drawn top by the f air in front 2. Evaporat As the wate tower, they up energy: t water drople 3. Shower to 5 tubes of li 1.4 m in dia 4. Water out At the end o is piped bac at 13 °C 5. Air out Air drawn in tower is co ground floo 6. Water in At the begin water from fed in at 17

Diana Snape

The terrace on the top floor is open to the employees and it is overlooked by the wind turbines

1. Ø 140 cm 2. openable 3. 50 mm p

Diana Snape

wooden deck metallic structure to support climbing plants tub for climbing plants and bushes service room solar panel to produce electricity and hot water inlets for external air discharge outlets for the external air wind turbine to discharge internal exhaust air

A sinistra foto degli estrattori eolici. Sotto schema delle “shower tower”.

[Edifici ed energia]

24/08

2. Raffrescamento evaporativo Mentre le gocce d’acqua precipitano, evaporano lentamente usando energia sensibile: questo processo gradualmente raffredda le gocce in discesa 5. Uscita aria L’aria introdotta nelle shower towers, raffrescata durante la discesa, è usata negli spazi al piano terreno

3. Shower towers 5 tubi di tessuto leggero, alti 13 m e ø 1,4 m

4. Uscita acqua Alla fine del raffrescamento, l’acqua è rimandata al materiale a cambiamento di fase a 13 °C

DesignInc

struttura metallica a supporto delle Sul lato sud dell’edificio sono2.piante collocate delle rampicanti 3. vasca per piante rampicanti e cespugli tecnico torri evaporative in tessuto, dal4.5. locale diametro di 1,4 pannelli solari per produzione elettricità e acqua calda m e alte 8 m, chiamate “shower tower”. 6. canali di presa dell’aria esterna Alla 7. canali di espulsione dell’aria interna 8. turbina eolica per l’espulsione dell’aria loro sommità viene spruzzataviziatadell’acqua, che interna 1. evaporando raffresca l’aria circostante e l’acqua 2. allo stato liquido rimanente. 3.L’aria raffrescata 4. 5. viene così incanalata all’interno degli ambienti 6. 7. sottostanti, mentre l’acqua viene raccolta e 8. mandata in serbatoi con materiali a scambio di fase per essere messa in circolo nell’impianto di raffrescamento a pannelli radianti. Il tetto dell’edificio, infine, è utilizzato anche per lo sfruttamento dell’energia solare gratuita, attraverso 48 m2 di pannelli ad acqua, che producono il 60% circa del fabbisogno di acqua La terrazza all’ultimo piano è a disposizione dei dipendenti 2 ed è dominata dalle turbine eoliche calda sanitaria, e 26 m di pannelli fotovoltaici, che generano i 3,5 kW di elettricità necessari a muovere le persiane di legno della facciata ovest. Rispetto all’altro edificio per uffici utilizzato dalla città di Melbourne, CH2 riduce dell’87% le emissioni di CO2 e i consumi di gas, dell’85% il fabbisogno di elettricità e del 72% quello di acqua potabile. Queste prestazioni di eccellenza hanno garantito all’edificio la classificazione a sei stelle (quella massima) secondo il Green Star Rating System del Green Building Council Australia. Un’indagine fra gli utenti ha rivelato alti livelli di soddisfazione e una generale sensazione di benessere psicofisico.

Schema di funzionam delle shower towers Scheme of the shower

24/08

[Edifici ed energia]

Esempi di Architettura Contemporanea: “tra acqua e ventilazione” - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

1. shower tower di tessuto, Ø 140 cm 2. finestre apribili con telaio di legno 3. tettoia di policarbonato con funzione di raccolta dell’acqua proveniente dalla shower tower, sp. 50 mm 4. griglie mobili per afflusso dell’aria raffrescata agli ambienti del piano terra 5. elemento ondulato di controsoffitto prefabbricato di calcestruzzo 6. trave fredda Sezione tecnologica in corrispondenza della torre evaporativa in tessuto. •Arketipo, 2008 n. 24 (da p. 82)

Facciata Nord con le Shower Tower.

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Parco della Scienza Gelsenkirchen, Germania Kiessler e Partner

Parco della Scienza di Gelsenkirchen, foto notturna. Parco della Scienza di Gelsenkirchen, foto diurna.

La struttura costruita nel 1995 ospita il centro tecnologico per la ricerca e lo sviluppo delle tecnologie innovative. L'edificio è orientato secondo l'asse nord, è configurato come una serra a tutt'altezza lunga 300 m sulla quale si affacciano gli uffici. Mentre ad est si affaccia su di un lago artificiale che funziona come vasca di raccolta delle acque meteoriche. Questo elemento che caratterizza fortemente l’edificio da punto di vista formale ha un importante ruolo bioclimatico. Infatti la lunga superficie vetrata in inverno permette di captare i raggi solari grazie all’effetto serra, che intrappola la radiazione solare a bassa lunghezza d’onda e non fa uscire quella ad alta

Planimetria generale del Parco.

(temperature basse), ottenendo una temperatura all’interno tra i 18 e i 20 °C. Questo tipo di tecnologie però si rivelano critiche nel periodo estivo, infatti per questo edificio sono state studiate delle particolari configurazioni che ne permettono una ventilazione passiva diurna e di raffrescamento della massa strutturale notturna. Durante le giornate estive la serra viene aperta per un terzo nella parte bassa, mentre la restante viene schermata tramite l’utilizzo di

Sezione trasversale della serra.

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Schema guadagni invernali.

tende in tessuto. In questo modo grazie a delle aperture nella sommità si attiva la ventilazione per effetto camino, inoltre l’aria viene raffrescata ulteriormente per evaporazione, grazie alla presenza del bacino d’acqua artificiale che la raffresca prima di entrare nella galleria. L’unione di queste tecniche permette di annullare del tutto l’effetto serra. Sulla facciata ovest invece una serie di schermature distanziate dalla parete permette di controllare i guadagni solari indesiderati e creare una camera d’aria che permette una micro ventilazione. La struttura concepita in calcestruzzo armato consente di ottenere una massa termica capace di assorbire i guadagni termici durante il giorno, per cederli durante la notte attraverso la ventilazione notturna. Infatti la seconda configurazione della serra, prevede la chiusura parziale, lasciando una leggera apertura in basso lungo tutti i 300 metri, in concomitanza con l’aper tura in alto della serra, per consentirne la ventilazione. In questo modo la massa termica può cedere tutto il calore accumulato durante il giorno. •Mario Buono, 1998. Architettura del vento (p.63 - 66) •Architectural Review, Anno 1996, n. 1195 (da p. 30)

Schema ventilazione diurna.

Schema ventilazione notturna.

Schermature con serra aperta.

Schermature.

Interno con serra chiusa.

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EcoBoulevard Madrid, Spagna Ecosistema Urbano

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prospettiva di 15-20 anni, e prevede la costruzione di tre “alberi d’aria” (Air tree, Media tree e Ludic tree) come vengono chiamati dai progettisti, posizionati agli incroci con altre strade. Questi diventeranno dei supporti a delle attività collettive per la popolazione che abita la zona, generando luoghi d’incontro e aggregazione. Una volta passato il tempo necessario per la crescita della vegetazione (prevista in 15 anni), queste strutture potranno essere smontate grazie alla forte prefabbricazione utilizzata e rimontate in altri luoghi. L’aspetto più interessante del progetto è l’utilizzo di tecniche di ventilazione

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passiva e raffrescamento evaporativo, che permettono di ottenere un buon livello di comfort agevolando l’aggregazione, creando l’abitudine della popolazione ad usufruire di questi posti che persisterà anche una volta che questi alberi d’aria saranno rimossi. Questi alberi d’aria sono formati da una struttura portante reticolare in profili tubolari e piastre in acciaio zincato. Questa struttura con un diametro di circa venti metri, è circondata dall’esterno con una serie di camini per la ventilazione in tessuto (polietilene opaco) con diametro di 1,6 metri. Questi camini tessili

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A sinistra il render dell’intervento!"#$%$&'"()*+,-./)+*0+ e gli schemi di sviluppo della vegetazione. Sopra planimetria generale EcoBoulevard.

EcoBoulevard è un progetto che tratta un’ area di nuova urbanizzazione nella periferia di Madrid, Vallecas, dove si stanno costruendo più di 26.000 abitazioni, il progetto vuole riuscire a caratterizzare ed attivare lo spazio pubblico, senza perdere di vista il comfor t delle condizioni bioclimatiche.

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Il progetto consiste in un ampio boulevard, lungo ben 550 metri e largo 50, al centro del quale si prevede una fascia verde a vegetazione compatta. Il progetto è stato sviluppato nella

Foto EcoBoulevard, in costruzione.

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captano l’aria in sommità che viene spinta verso il basso con l’ausilio di ventilatori in caso di mancanza di vento, per poi essere ulteriormente raffrescata grazie all’utilizzo di nebulizzatori che spruzzano dell’acqua per attivare l’effetto evaporativo. Questo sistema entra in funzione solo quando viene rilevata una temperatura superiore ai 26 °C e provoca un abbattimento della temperatura tra i 10 e i 12 °C, raggiungendo il comfort in una zona come Madrid caratterizzata da un clima molto caldo e secco. A coronamento di queste strutture si trova una superficie di 80 m2 di pannelli fotovoltaici, che le rende autosufficienti, inoltre grazie all’energia prodotta e rivenduta (circa 12.230 kwh annui) alla rete elettrica nazionale si riescono a coprire tutte le!"#$%$&'"()*+,-./)+*0+ spese di gestione.

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L’ “Air Tree”

Il “Mediatic Tree”

L’Air Tree è costituito da una serie di torri evaporative in tessuto agganciate alla struttura portante di base, attraverso le quali scende l’aria refrigerata, immessa in ambiente con degli ugelli in alluminio direzionabili. La struttura interna invece è ricoperta con una rete metallica che supporta le piante rampicanti. La pavimentazione interna è costituita da gomma riciclata da copertoni usati mescolata a resina, mentre quella esterna è composta da blocchi catalitici a base di biossido di titanio, che consentono una leggera depurazione dell’aria dagli inquinanti.

Il Mediatic Tree non è fornito del sistema a ventilazione evaporativo, ma è ricoperto da una membrana tessile microforata (Ferrari precontraint Ft371), che garantisce la protezione dai raggi solari nel periodo estivo, mentre funge da isolamento termico in quello invernale. Mentre esternamente è ricoperto da uno strato di vegetazione. Questa struttura ospita degli impianti di proiezione audiovisiva per la proiezione di filmati per eventi pubblici collettivi.

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Foto “Mediatic Tree”.

Il “Ludic Tree”

Schema produzione di energia degli Air Tree.

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Fotografie “Air Tree”.

Il ludic Tree è composto da un rivestimento si a interno che esterno di vegetazione, e sfrutta

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anch’esso un sistema di raffrescamento evaporativo. Questo è stato studiato come uno spazio dedicato prevalentemente all’utilizzo da parte dei bambini. Questo intervento è un ottimo esempio di come attraverso l’utilizzo delle tecnologie di ventilazione passiva, si possano creare degli spazi pubblici che attivano un processo di rigenerazione urbana.

Foto “Ludic Tree”.

Sezione “Air Tree”.

Sezione “Ludic Tree”.

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Foto ugelli torre evaporativa.

•Area Anno 2008, n. 99, (da p. 124.) •Domus Anno 2007, n. 899 (da p. 108)

Veduta del complesso dal lato settentrionale.

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Complesso Prisma Norimberga, Germania Joachim Eble

407 foto esterna. Complesso prisma, PROGETTI

Complesso prisma, assonometria della serra.

coperture piane dell’asilo nido e le terrazze degli uffici e salgono lungo grigliati di canne posti al quinto piano. La serra connette i due corpi degli uffici funzionalmente, con un camminamento interno, e formalmente con una copertura trasparente a falde variamente inclinate che si insinua fra essi e si protende verso l’esterno con una punta triangolare a rimarcare l’ingresso principale ai fabbricati. Gli altri ingressi sono situati lungo la Elsner Strasse, dove un piccolo slargo introduce anche ad un asilo nido.

Complesso prisma, planimetria generale.

Il complesso è costituito da due blocchi per negozi al piano terra, uffici e appartamenti negli ultimi due piani, disposti ad angolo ottuso fra loro, e da un blocco di cinque piani di sole abitazioni, mentre frapposto ad essi si trova, su un lato, il piccolo volume a terrazze di un giardino d’infanzia per 50 bambini. Si realizza in tal modo una corte interna che funge anche da luogo ideale per i giochi all’aperto dei bambini. Inoltre piante da fogliame ricoprono le

Nella pagina a fianco: veduta della galleria vetrata; sono visibili i percorsi aerei che collegano i corpi di negozi, uffici e appartamenti.

Piante piano terra, piano primo e sesto: 1) negozi; 2) caffetteria; 3) appartamenti; 4) asilo nido; 5) serra; 6) parete climatizzante 7) laghetto; 8) ingress al garage sotterraneo; 9) uffici.

408

Serra, interno.

COS TRUIRE IN L ATER IZ IO 66

Esempi di Architettura Contemporanea: “tra acqua e ventilazione” - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

La serra è il “polmone” del complesso, uno spazio di 15.000 m2 orientato a sud, non riscaldato, che funge da cuscinetto climatico tra l’esterno e l’interno e da elemento di comunicazione sociale. Essa costituisce uno spazio a tutta altezza sul quale affacciano gli uffici, la copertura è composta per il 75% da Schema sistemaapribili. di climatizzazione. pannellidelvetrati Questi durante il Funzionamento invernale diurno. periodo estivo vengono aperti innescando per 1) ufficio; 2) negozio; 3) appartamento; 4) studio; effetto camino un flusso d’aria ascendente, 5) serra; 6) parete climatizzante; 7) garage; 8) asilo permettendo di ottenere un ambiente nido; 9) copertura a lamelle di vetro apribili; climaticamente confortevole. Il raffrescamento 10) vasca con piantumazione di canne per laventilazione è anche dalla per depurazione delle acqueincrementato piovane. vegetazione interna e dalle lame d’acqua che che venendo a contatto con il flusso d’aria evapora raffrescando ulteriormente l’ambiente. Inoltre contribuiscono formalmente disegnando

Schema di ventilazione estiva.

Schema del sistema di climatizzazione. Funzionamento estivo diurno.

dei percorsi sulla pavimentazione. Sulla nelle pareti “Trombe”. Grazie alla geometria del copertura possono venire stesi dei teli per complesso, che impedisce l’insolazione diretta evitare gli apporti solari indesiderati, evitando il della parte bassa della parete, e alla presenza surriscaldamento degli ambienti. delle piante e degli specchi d’acqua nella corte Per neutralizzare l’eventuale aria afosa esterna, l’aria, prima di entrare nella parete, risultante dall’incremento del livello di umidità s u b i s c e u n p r i m o a b b a s s a m e n t o d i sono stati scelti materiali e rivestimenti porosi e temperatura. Nel periodo estivo l’aria calda che traspiranti come laterizi, pannelli lignei, intonaci entra attraverso un grigliato ligneo posto nella di calce. Durante le ore notturne (tra le 22 e le 6 di mattina) viene invertita la ventilazione e il calore immagazzinato dalle pareti e dalla struttura viene “scaricato” all’esterno con Assonometria della serra. l’apertura della serra in modo da ottenere un livello di ricambio d’aria di 1,5 e 3 volte il volume. Durante il periodo invernale invece la serra viene chiusa e grazie all’effetto serra si riescono ad ottenere una temperature abbastanza calde, diminuendo la temperatura tra internoesterno, e inoltre l’aria della serra viene esternidall’impianto e interni, dicolori mineralidegli lumi- delle terrazze e della corte interna. La prelevata riscaldamento rimanente confluisce in una cisterna nosiperperpreriscaldare decorare lel’aria facciate intonacate uffici immessa negli stessi. (nella zona inferiore della corte e della più piccola di 39 m3 che serve ad ali-

serra questi colori luminosi servono per

mentare gli specchi d’acqua e le “pareti

stante in laterizio per aumentarne la

eventuale acqua meteorica in eccesso. ¶

Un importante contributo al condizionamento megliodell’aria riflettere luce naturale). climatizzanti” della serra. La terza cinaturale vienela offerto dalle pareti “climatizzanti” perimetroproLe facciatesistemate lungo lalungo serra,il essendo sterna di 120 m3 costituisce il serbadella serra. sonosono dellereatette dagliQuesti agentielementi atmosferici, toio primario dell’impianto antincenstrutture cementizie che conferiscono grande lizzateallain facciata tavolatoe eche graticcio di legno dio dei parcheggi interrati. Un letto di stabilità realizzano un con interposto isolante in fiocchi ghiaia e sabbia sotto le cisterne garanpercorso obbligato all’aria di ingresso nella di interno alla serra. 46 di serra, simile a quello che si realizza usualmente cellulosa e hanno una parete retro- Percorso tisce d’acqua un drenaggio ottimale in caso

Esempi di Architettura Contemporanea: “tra acqua e ventilazione” - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

piccola grondaia e raggiunge un piccolo ruscello alla base che la riporta alla cisterna. Grazie a questo sistema di climatizzazione naturale è stato stimato per il complesso un risparmio di emissione di circa 25.000 tonnellate di CO2 in 10 anni. Questo particolare esempio ci mostra come l’acqua possa avere un ruolo fondamentale nel progetto, andando a migliorare le condizioni di confort ed avendo un importante aspetto formale nelle scelte architettoniche.

Serra, interno.

Sezione parete “climatizzante”.

parte bassa della parete sale, per convezione naturale e per andare a sostituire l’aria nella serra, all’interno dell’intercapedine che circonda la struttura; viene convogliata lungo il lato retrostante la parete dove incontra una lama d’acqua che la rinfresca ulteriormente. L’acqua, rifornita da una cisterna sotterranea di acqua piovana, discende sulla parete da una •Ludwig, Karl H.C, 2001. Waterscapes. •Costruire in laterizio Anno 1998, n. 66 (da p. 406)

Serra, copertura.

Schema di raccolta delle acque.

Esempi di Architettura Contemporanea: “tra acqua e ventilazione” - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

The bank of international settlements Toyo Ito Il progetto di Toyo Ito prevede un ampliamento dell’edificio già esistente della BIS. Questo consiste in una torre cilindrica con il nucleo dei collegamenti verticali posto al centro. La parte superiore dell’edificio è adibita ad uffici, che si allarga a gradoni scendendo sulla piattaforma sottostante. Nella par te inferiore sono alloggiate le funzioni più importanti, scandite in senso orizzontale. Il progetto di ampliamento prevede di ampliare la parte inferiore della base, accentuandone l’orizzontalità, anziché aggiungere un nuovo edificio separato. Gli ampi spazi orizzontali orizzontali sono collegati gli uni agli altri in senso funzionale e spaziale attraverso dei “tubi di respirazione”, che attraversano tutto l’edificio in verticale.

Questi tubi sono un elemento fondamentale del progetto, costituiti da strutture reticolari con funzione strutturale portante, e rivestiti con una pelle vetrata. Inoltre questi “tubi di respirazione” permettono la ventilazione naturale degli ambienti grazie all’effetto camino. All’interno di alcuni tubi è presente un sistema ad acqua che permette un’ulteriore raffrescamento dell’aria per evaporazione, migliorando l’efficacia del sistema. Una seconda par te dell’ampliamento è costituito da un edificio a stecca orizzontale, che va a contrapporsi alla verticalità della torre. Questo è un’importante esempio poiché questi “tubi” sono un modello esemplare di integrazione fra struttura portante, elemento impiantistico di ventilazione e distribuzione, portando ad un linguaggio formale molto caratterizzante.

Foto del modello di progetto.

Sopra e sotto, foto del modello di progetto. A sinistra sezione con schemi di ventilazione.

48 •Toyo Ito, 2001. Toyo Ito: le opere i progetti gli scritti.

Esempi di Architettura Contemporanea: “tra acqua e ventilazione” - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

Sede amministrazione generale della Braun Kronberg, Germania Schneider e Schumacher L’edificio della Br aun ospita gli uffici amministrativi della società. La struttura ha una forma ad U che si sviluppa attorno ad un atrio vetrato a tutta altezza, costituente l’entrata dell’edificio stesso, attraverso questo spazio semi-esterno. L’atrio costituisce un elemento fondamentale del progetto, al suo interno vengono ospitate le mostre organizzate dalla società e gli eventi di rappresentanza. Inoltre costituisce il nucleo di controllo climatico sostenibile dell’edificio, infatti la coper tura vetrata permette di massimizzare i guadagni solari nel periodo estivo, mentre l’adeguata schermatura, le aper ture ed il canale d’acqua centrale permettono un’efficace raffrescamento degli ambienti.

Nel periodo estivo l’aria viene incanalata attraverso dei condotti sotterranei (per essere raffrescata per geotermia) nell’atrio, fatta poi uscire da delle griglie a pavimento affianco al canale d’acqua, che la raffresca ulteriormente per evaporazione. Questo permette di immettere dell’aria abbastanza fresca per garantirne il comfor t termico, mentre contemporaneamente delle aperture collocate in copertura permettono l’estrazione dell’aria più calda per effetto camino. L’involucro degli uffici è costituito da una facciata vetrata a doppia pelle a celle chiuse che in inverno garantisce un ottimo controllo dei guadagni solari, mentre in estate l’apertura automatizzata dei due involucri innesca una ventilazione che va ad evitare il surriscaldamento degli ambienti interni.

Schema assonometrico di progetto.

Schema di funzionamento della facciata a doppia pelle. Sopra foto entrata dell’edificio. Sotto, schemi e sezione del funzionamento energetico dell’edificio.

49 •Abitare il futuro. Innovazione tecnologica, architettura. (p. 88 a 95). 2003

Abaco Tipologico e Conclusioni - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

IV - Abaco Tipologico e Conclusioni

Legenda dellâ&#x20AC;&#x2122;abaco seguente: Spazi fruibili climatizzati in modo naturale per effetto diretto Spazi fruibili climatizzati in modo naturale per effetto indiretto Wind-escape Torre Evaporativa Muro raffrescante Condotti Geotermici

bimento. Questi ultimi sistemi, alimentati a elettricità, sono prevalent utilizzati durante la notte (quando l’energia costa meno) e il “fred Abaco Tipologico e Conclusioni - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

Il wind-escape permette di estrarre l’aria calda e viziata dai locali, mentre la torre evaporativa permette di immettere aria fresca al piano terreno. I canali di estrazione ed immissione dell’ar ia vengono esposti in facciata caratterizzando l’involucro. L’utilizzo simultaneo del wind-escape e della torre evaporativa al piano terreno permette di immettere aria fresca e di estrarre quella calda. Mentre ai piani superiori con il solo utilizzo del wind-escape viene estratta l’aria calda attivando dei moti ascendenti che garantiscono ambienti confortevoli..

Diana Snape

I canali di ventilazione sono posti in facciata Torre evaporativa + Wind-escape

Council House 2, Melbourne.

Di notte, le sh diventano un

At night the sh façade becom

Le torri evaporative costituiscono l’involucro Torre evaporativa L a to r r e e vapo r ati va r af f r e s c a l ’ar i a immettendola in ambiente. Le torri costituiscono l’intero involucro dell’edificio. L’utilizzo delle torri evaporative permette di immettere aria fresca alla base dell’ambiente, ottenendo degli spazi freschi anche in climi molto caldi.

6. Ingresso acqua L’acqua proveniente dai materiali a cambiamento di fase è immessa nel processo di raffrescamento a 17 °C

Eco-Boulevard di Vallecas, Madrid.

1. Ingresso L’aria è rich all’interno, griglie alla dall’acqua muove aria

2. Raffresc Mentre le g evaporano energia se 51 gradualme discesa

Abaco Tipologico e Conclusioni - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

La serra è posizionata affianco all’edificio, con specchio d’acqua esterno Lame d’acqua + wind-escape (serra)

Lo specchio d’acqua per effetto evaporativo fa in modo che venga immessa aria fresca nella ser r a, con l’utilizzo simultaneo delle schermature e del wind-escape permette di raggiungere la zona di comfort, evitando i problemi classici di surriscaldamento nelle serre. Mentre la presenza della serra permette di ottenere degli ambienti caldi nel periodo estivo, sfruttando gli apporti solari.

Parco della Scienza di Gelsenkirchen, Germani.

La serra è posizionata affianco all’edificio, con lame d’acqua interne Lame d’acqua + wind-escape (serra) L’aria entra nella serra attraverso un percorso n e l mu r o, p o i v i e n e r a f f r e s c a t a p e r evaporazione attraverso delle lame d’acqua interne alla serra. Mentre l’aria calda viene espulsa in sommità. La serra permette di avere un’ambiente cuscinetto caldo nella stagione invernale, mentre l’utilizzo simultaneo del raffrescamento evaporativo, della ventilazione e della schermatura permettono di ottenere uno spazio fresco in quello estivo. Complesso Prisma, di Norimberga, Germania.

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L’atrio posto centralmente costituisce l’elemento distributivo e di controllo climatico Geotermia + lame d’acqua + Wind-escape (serra) L’aria viene incanalata per geotermia nell’atrio e poi raffrescata ulteriormente per evaporazione da un canale d’acqua posto centralmente, mentre quella calda viene espulsa in sommità. In questa soluzione vengono utilizzate tutte le tecniche di raffrescamento passivo per il raggiungimento del comfort in ambiente nel periodo estivo ed invernale.

Sede uffici amministrativi Braun di Kronberg, Germania.

L’edificio viene forato da condotti di ventilazione che costituiscono gli elementi strutturali e di regolazione climatica Wind-escape + canali evaporativi I tubi costituiscono alcuni dei condotti di estrazione dell’aria calda, mentre altri con delle vasche al loro interno raffrescano l’aria in entrata nell’edificio. In questa tipologia vengono utilizzati degli spazi che fungono da wind-escape e torre evaporativa per mantenere gli ambienti freschi.

Ampliamento della BIS, Toyo Ito, Svizzera

Conclusioni Attraverso l'analisi di questi casi studio d’architettura contemporanea e della tradizione storica, si nota l'importanza dei sistemi di ventilazione passiva. Questi oltre a garantire il raggiungimento del comfort termico, diminuendo il consumo energetico e la produzione di CO2, attraverso un’attenta progettazione possano diventare occasione per caratterizzare l’involucro e lo spazio costruito.

Postfazionei - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

V - Postfazione

Postfazione - Laboratorio primo anno di Progettazione Urbanistica 2007 - Prof. Andrea Boschetti / Gianfranco Moras - Area di progetto Milano Bovisa -

Piante Piano tipo delle due residenze

L’area di progetto è situata davanti alla facoltà di architettura di Milano Bovisa, nella quale sono state progettate due residenze universitarie con dei servizi a supporto dell’università. Il progetto va ad individuare dei vuoti urabani all’interno della ex zona industriale, mettendoli in comunicazione tra di loro e connettendo i poli culturali della zona. Il percorso di connessione tra i vari vuoti permette di attraversare tutta la città interrottamente, trovando al loro interno dei servizi di supporto a tutta la zona e non solo agli studenti del politecnico, garantendo una mixitè e non una monofunzionalità. 55

Postfazione - Laboratorio primo anno di Progettazione Urbanistica 2007 - Prof. Andrea Boschetti / Gianfranco Moras - Area di progetto Milano Bovisa -

Plastico di progetto

Sezione - Prospetti

Render

Postfazione - Laboratorio secondo anno di Progettazione e Restauro 2008 - Prof. Giovanni Durbiano / Chiara Occelli - Area di progetto Giardini dei Ripari - Torino -

L’ analisi a livello urbanistico, ha mostrato che all’interno del Borgo Nuovo è presente un sistema universitario, parallelo a quello consolidato nell’area di Palazzo Nuovo, poco percepito e sfruttato; inoltre è conosciuta la valenza artistica dell’area vista la molteplice presenza di gallerie d’ arte e negozi di design, da sempre qui insediati. Il nostro progetto ha come principale intento quello di stabilire una connessione che unisca i due poli universitari in un unico sistema, legato con la città, tenendo conto della rinomata valenza artistica all’area. Via Accademia Albertina e via delle Rosine, diventano gli assi portanti di questo sistema, il principale percorre via delle Rosine tramite un attraversamento ciclabile e pedonale, che attraversa l’area di progetto, attestandosi da un lato a Palazzo Nuovo,e il sistema universitario circostante, dall’altro alla stazione di Porta nuova, e a corso Vittorio Emanuele II sul quale è già presente un percorso ciclabile, che attualmente termina al Palazzo di Giustizia Bruno Caccia. L’ asse di via Accademia invece, connette l’ Accademia delle belle Arti ed il sistema universitario puntuale circostante,al nuovo polo, il progetto. Il progetto si concentra sulla trasformazione dì Piazzale Valdo Fusi, dell’Aiuola Balbo e dell’ex ospedale San Giovanni, che nel complesso costituiranno un nuovo polo culturale/universitario, nel Borgo Nuovo. L’ attuale disposizione urbana di Piazzale Valdo Fusi, Aiuola balbo e Giardini Cavour, presenta alcune criticità che impediscono la percezione e la realizzazione di uno spazio unico: -le tre piazze, seppur vicine fisicamente, rimangono isolate l’una dalle altre; -il piazzale Valdo fusi, attualmente viene utilizzato e percepito poco come spazio collettivo di sosta, -l’ attuale posizione dell’ ingresso del Museo di scienze Naturali, l’ ampliamento 900esco, che ne nasconde la cappella Castellamontiana, non rendono giustizia all’importanza storica dell’edificio. -La sistemazione dell’aiuola Balbo, che si rifà allo stile dello square londinese, quindi progettata sulla base di criteri ormai superati, ed oggi viene percepita in parte come un ostacolo. Sulla base di questo studio, il nostro progetto opera su queste criticità, eliminando l’ attuale sistema tripartito, dando corpo ad un unico nuovo polo centrale. L’ eliminazione degli ampliamenti eseguiti sul vecchio ospedale dopo il 1835, ci permettono di riportare il San Giovanni al primo impianto, restituendo la cappella Castellamontiana alla città, lasciando allo stesso tempo un vuoto che diventa il nodo attraverso il quale l’aiuola Balbo e il piazzale Valdo fusi, si fondono in un'unica grande e nuova area. Questa nuova situazione sposta l’ interesse del progetto, sul nuovo vuoto, che permette di ospitare un nuovo ingresso al museo, all’interno di un nuovo edificio, che valorizza la costruzione Castellamontiana, rispettandone l’ altezza, rendendolo protagonista del nuovo sistema, esaltandone i contorni ed il significato storico. In questo nuovo edificio vengono spostate tutte le funzioni non espositive che precedentemente erano ritagliate nei limitati spazi offerti dal vecchio ospedale, che non rispondono pienamente a quelle che sono le esigenze attuali. In questo modo viene lasciata all’interno del S.Giovanni la sola funzione espositiva. In questo contesto, l’ Aiuola Balbo viene modificata per legarsi al progetto ma allo stesso tempo per eliminare sensazione d’ isolamento generato dalla sua attuale conformazione; tramite due larghe rampe d’ accesso, che costituiscono il nuovo disegno della piazza, e ne consentono la relazione diretta con i Giardini Cavour e l’ area del Piazzale Valdo Fusi.

Postfazione - Laboratorio primo anno di Progettazione Urbanistica 2007 - Prof. Andrea Boschetti / Gianfranco Moras - Area di progetto Milano Bovisa -

Planimetria di progetto

Render di progetto

Postfazione - Laboratorio terzo anno di Progettazione Urbanistica 2009 - Prof. Marco Trisciuoglio / Silvia Belforte - Area di progetto Torino, Isolato S. Croce L’area di progetto è situata all’interno del quadrilatero romano, a ridosso delle mura, prospiciente all’entrata nord dell’antica colonia Augusta Taurinorum. All’interno dell’area vi sono porzioni di fabbricati di impor tanti palazzi nobiliari quali la casa del Pingone, la casa del Tasso, il palazzo dei Cavalieri ed una porzione del primo impianto dell’ospedale Mauriziano di Torino. Il nostro progetto vuole ritrovare la continuità che vi era tra gli edifici dell’isolato, prima che questo venisse bombardato e frammentato. Data l’impor tanza archeologica dell’area,abbiamo deciso di rimarcare il segno delle mura romane, costruendo una manica trasversale che si addossa alla testata cieca dell’ospedale, chiudendo l’odierna via Egidi. L’ a d d i z i o n e d e l l a m a n i c a trasversale, permette di ritrovare in pianta, il disegno dell’impianto a croce dell’ospedale, andato perduto dopo i bombardamenti. Questa soluzione permette di originare uno sfondo dal quale far affiorare i ruderi romani, che segnano così un limite irraggiungibile ed invalicabile. L’ archivio notarile, copriva quello che è rimasto del loggiato della casa del Tasso. Cercando la continuità nel disegno dell’isolato e tra i fronti dei palazzi rimasti, l’inserimento di una seconda manica longitudinale, crea una continuità di facciate che lega la casa del Pingone ed i palazzi seguenti con la facciata del collegio. Allo stesso tempo questa viene fatta correre a filo con la fine della casa del Tasso, mettendone, il prospetto mettendo in evidenza il loggiato. Le altezze utilizzate sono vincolate dalla volontà di lasciare libero l’affaccio sul sito archeologico dell’ultimo piano dell’ospedale e di coprire integralmente la testata cieca dell’ospedale. Così facendo, la soluzione studiata portava ad una prima configurazione di un impianto ad L, che

Postfazione - Laboratorio terzo anno di Progettazione Urbanistica 2009 - Prof. Marco Trisciuoglio / Silvia Belforte - Area di progetto Torino, Isolato S. Croce -

delimitava chiaramente lo spazio del parco archeologico, mentre alle spalle apriva una nuova piazza collegata tramite la galleria Umberto I a piazza della Repubblica. A questo punto ci si è resi conto che veniva lasciata in vista la seconda testata cieca dell’ ospedale. Approfondendo lo studio sul contesto, abbiamo notato la consistente presenza di corti interne nei fabbricati limitrofi, si è così scelto di adottare un impianto a C, che in una corte privata chiude quella che era la piazza generata dall’impianto ad L, permettendo inoltre di ottenere un secondo fabbricato che ospita altri spazi per la residenza. Abbiamo allora deciso di destinare il fabbricato sia a studenti che a dottorandi, utilizzando la tipologia ad albergo per gli studenti e quella del minialloggio ai dottorandi. Questa decisione ci ha permesso di sfruttare a pieno i due fabbricati generati dall’impianto a C, destinando il piano terreno all’accoglimento delle funzioni comuni. La parte destinata ai dottorandi affaccia su via della Basilica, questo comporta la stretta vicinanza col palazzo dei Cavalieri, contraddistinto da una facciata articolata e sfarzosa. Si è fatta così una lettura della facciata del palazzo, identificando quella che doveva essere la scansione ritmica della facciata. Secondo la nostra lettura, il ritmo del palazzo veniva interrotto dall’assenza di una fascia finestrata, probabilmente andata perduta per i bombardamenti. Con la nostra facciata si è deciso di recuperare la ritmicità, addossando al palazzo un corpo di fabbrica, posto a filo della facciata. Questo corpo, completa il palazzo, inserendo la fascia finestrata mancante, chiudendo la ritmicità interrotta. Questo corpo ospita il vano scala del palazzo per dottorandi, che abbiamo scelto di far rientrare rispetto al filo facciata dato dal palazzo dei Cavalieri, in modo da poter generare uno scuro che è il segno tangibile, dopo il quale la facciata si esprime attraverso un differente linguaggio, adottando delle finestre sfalsate che rompono il ritmo che caratterizza il palazzo storico. La seconda parte di fabbricato, quella che ospita gli studenti, vuole mettere in evidenza quelli che sono gli ambienti interni dell’edificio, come sono suddividi e quali sono le funzioni. Si è giocato sull’aggetto e sul rientro dei volumi e sui tagli nella muratura per mettere in evidenza la funzione degli ambienti. Gli aggetti dei Bowindow segnano gli spazi privati delle camere degli studenti, mentre gli scavi delle logge segnano gli spazi comuni dove gli studenti stanno in gruppo. L’entrata è messa in evidenza con un portale avanzante. Le stanze sono contraddistinse da un modulo di stanza doppia. L’ utilizzo di una parete mobile permette di ricreare un ambiente privato in qualsiasi momento lo decida l’ utente, dividendo le due parti delle camere. Ogni modulo è identificabile in facciata dalle coppie di finestre aggettanti. Come prescritto dal PRG, i tetti devono essere a falda, quindi per mantenere inalterata la lettura degli aggetti di facciata, si è scelto di adottare un frontone che nasconde la falda,alla vista, riproponendo una pendenza fittizia, che movimenta in elevato il volume dell’edificio. Anche su questa parte di edificio si sono adottate delle finestre sfalsate che pongono un distacco con gli edifici del contesto e generano una sensazione di movimento in facciata.

Bibliografia - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

Libri sui sistemi tecnologici di ventilazione passiva della tradizione storica: BENITO DE SIVO e MARIO FUMO, 1987. L’architettura dell’energia, fondamenti e prospettive. Napoli : CUEN. ADELINA PICONE, 2009. La casa araba d'egitto - Costruire con il clima dal vernacolo ad Hassan Fathy e Ramses Wissa Wassef. Milano : Jaca Book. FATHY HASSAN, 2002. Natural energy and vernacular architecture : principles and examples with reference in hot ardi climate. Soveria Mannelli (CZ) : Rubbettino. TROMBETTA CORRADO, 2002. L’ attualità del pensiero di Hassan Fathy nella cultura tecnologica contemporanea : il luogo, l’ambiente e la qualità dell’architettura / Corrado Trombetta ; prefazione di Rosario Giuffrè. Soveria Mannelli (CZ) : Rubbettino. FATHY HASSAN, 1968. Costruire con la gente : storia di un villaggio d’ Egitto : Gourna. Milano : Jaca Book.

Libri sui sistemi tecnologici di raffrescamento passivo: PIETRO LAUREANO, 2001. Atlante d'acqua. Conoscenze tradizionali per la lotta alla desertificazione. Torino : BOLLATI BOLINGHIERI. MARIO BUONO, 1998. Architettura del vento : design e tecnologia per il raffreddamento passivo. Napoli : CLEAN. MARIO GROSSO, 2008. Il raffrescamento passivo degli edifici : in zone a clima temperato : principi e archetipi bioclimatici, criteri progettuali, metodi di calcolo, esempi progettuali. Santarcangelo di Romagna (RN) : Maggioli. ANTONIO GIANCIULLO e CETTINA GALLO, 1995. Costruire con il sole : uno sguardo al passato per progettare il futuro. Roma : ISES. ISABELLA AMIRATE e altri, 1994. Tecnologie bioclimatiche in Europa. Firenze : ALINEA EDITRICE. FULLER MOORE, 2001. Environmental control Systems: heating cooling lighting. New York : McGraw-Hill, Inc,

Pubblicazioni e libri consultati per l’analisi dei casi studio contemporanei: LUCA MOLINARI, 2007. Ente pubblico di qualità: in Ferrara: progetto, MCA-Mario Cucinella Architects. Arca, 2007 Apr., n.224, p.89 (http://www.mcarchitectsgate.it/, http://europaconcorsi.com/)

Bibliografia - Il raffrescamento passivo dello spazio costruito: involucro e ventilazione tra tecnica e immagine

RAYMUND RYAN, 2008. California Academy of Sciences, The Plan - Architecture & Tecnologies in Detail -, n. 30, p. da 18. BILL DUNSTER, CRAIGG SIMMONS, BOBBY GILBERT, 2008. The Zed Book. New York : Taylor&Fancis. PETER BUCHANAN, 2000. Renzo Piano Building Workshop Complete Works, vol. 4 (edizione italiana). Torino : Umberto Allemandi & co. GABRIELE MASERA, 2006. Come l’aria e la luce, Arketipo Anno 1 n. 2, p. da 66. GABRIELE MASERA, 2008. Council House 2, Arketipo Anno 3 n. 24 p. da 82. MARIO BUONO, 1998. Architettura del vento : design e tecnologia per il raffreddamento passivo. Napoli : CLEAN. ECOSISTEMA URBANO, 2008. Ecoboulevard de Vallecas, Area Anno 2008, n. 99, (da p. 124.) CLAUDIO RENATO FANTONE, 1998. Il complesso Prisma, Costruire in laterizio Anno 1998, n. 66 da p. 406. TOYO ITO, 2001. Toyo Ito: le opere i progetti gli scritti. Milano : Electa, 2001. AUTORI VARI, 2003. Abitare il futuro. Innovazione tecnologica, architettura. Milano : BemaEditrice.

Bibliografia dispense ALESSANDRO MAZZOTTA, 2008. Dispense corso di Tecnologia dell’Architettura - Torino. STEFANO CORGNATI, 2008. Dispense corso di Fisica Tecnica 2. Torino.