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Albero di cristallo


  • Luogo
    Timisoara, ROMANIA
  • Cronologia
    - progetto: 2008
  • Superficie di intervento
    1.200 mq
  • Committente
    s.c. COBREMA s.r.l.
  • Progettisti
    Bodega Paolo & Partners
  • Team progettuale
    Paolo Bodega, Chiara Airoldi, Roberto Songini, Takamasa Sugiura
  • Sito web
    www.paolobodega.com
  • Categoria di intervento
    RESIDENZE, UFFICI, CENTRI COMMERCIALI
Modello di studio della facciata

 

Il nuovo edificio sorgerà in un'area verde di grande pregio ambientale nel centro di Timisoara e con essa condividerà i ritmi stagionali, il riverbero delle luci, la cangianza dei colori.
L'edificio è stato concepito come un vero e proprio albero in cui anche i sistemi energetici che lo alimentano prendono spunto dalle funzioni vitali tipiche del mondo vegetale. "L'albero di Cristallo", quindi, è un vero e proprio micro ecosistema che da un lato è radicato profondamente al territorio e dall'altro ne rappresenta lo spirito, verso l'autonomia energetica.
La costruzione è costituita da un nucleo verticale centrale dove "scorrono" tutti i collegamenti verticali: scale, ascensori, impianti. E' la vera e propria linfa vitale dell'edificio che dalla sonda geotermica abbinata a un impianto in pompa di calore, distribuisce a tutti i piani acqua calda e refrigerata per il riscaldamento e raffrescamento degli ambienti.
L'involucro è la vera e propria chioma dell'albero: un volume costituito da pannelli vetrati opachi e trasparenti di diversi colori i cui aggetti e sfondati creano ombre di diversa intensità dando al complesso un'immagine di vibrante leggerezza.
Sono questi le vere e proprie "foglie" dell'edificio ai quali sono accoppiati, in modo puntiforme lungo la facciata, moduli di microserre e fotovoltaici per trasformare l'energia solare in energia elettrica proprio come succede durante la fotosintesi crolofilliana.
L'edificio segue anche il susseguirsi delle stagioni: la sua pelle, infatti, dai colori accesi dell'estate, garantiti da semplici dispositivi quali tende, pannelli e brise soleil, si "spoglia" d'inverno assumendo toni smorzati, neutri, monocromatici.
"L'albero di Cristallo" sarà uno strumento simbolo di avanguardia, in cui l'assoluta qualità della costruzione dovrà tenere conto non solo delle esigenze del presente, ma anche delle evoluzioni del futuro a garanzia di un valore immobiliare duraturo ed economicamente efficiente.
Per questo motivo le tecnologie edilizie, i materiali e le dotazioni impiantistiche saranno concepiti come sistemi "aperti" che possano essere aggiornati ed implementati secondo le nuove esigenze e tendenze internazionali. 
 
Dati caratteristici della località 
L'edificio in oggetto si trova a Timisoara, Romania, città caratterizzata dai seguenti fattori geografici ed ambientali:
Latitudine: 45°46' N
Longitudine: 21°15' E
Altezza media sul livello del mare: 86 m.s.l.m.
Temperatura esterna di progetto nel periodo invernale: -15°C
Temperatura esterna di progetto nel periodo estivo: +35°C
 
Energia primaria dell'involucro edilizio
I fattori che contribuiscono alla definizione del fabbisogno globale di energia primaria per il riscaldamento degli edifici sono:
 - i dati climatici della località (temperatura dell'aria esterna, radiazione solare incidente, direzione prevalente e velocità del vento);
- coefficienti di dispersione termica per trasmissione e ventilazione;
- temperature interne previste e loro variazione sia all'interno delle diverse zone in cui può essere suddiviso l'edificio, sia in funzione delle caratteristiche di funzionamento dell'impianto;
- caratteristiche solari dell'edificio: orientamento, dimensione e tipo dei componenti vetrati;
- apporti energetici interni non provenienti dall'impianto di riscaldamento e dovuti agli occupanti, all'uso di cucine, apparecchiature elettriche, luci, ecc.;
- caratteristiche dell'impianto di produzione, di distribuzione, di regolazione e di emissione dell'energia termica.
Il calcolo del fabbisogno di energia utile dell'edificio è stato effettuato utilizzando dati medi atti a rappresentare le condizioni più probabili in esercizio ed è finalizzato alla determinazione del consumo energetico convenzionale dello specifico sistema edificio-impianto.
Il calcolo del fabbisogno è stato eseguito sul periodo reale di riscaldamento, cioè quel periodo durante il quale è necessario fornire calore attraverso l'impianto di riscaldamento per mantenere all'interno della zona una temperatura ambiente non inferiore a quella di progetto.
L'edificio in oggetto è stato studiato in modo tale da massimizzare gli apporti gratuiti dovuti alla radiazione solare e conseguentemente avere un risparmio in termini di fabbisogno energetico globale annuo (espresso in MJ/anno). A tale scopo sono stati studiati dei sistemi in grado di captare energia solare e convertirla in calore. 
 
L'edificio, oggetto di studio, ha un fabbisogno specifico di energia primaria, nel periodo invernale, di circa 798.660 MJ/anno.
L'apporto dato dalle serre e dai sistemi solari passivi esterni all'edificio è di circa 127.785 MJ/anno, quindi si può ricavare un risparmio energetico dovuto alla presenza della serra pari al 16%.
L'apporto dal vano scale centrale è di circa 87.852 MJ/anno, quindi si può dedurre un risparmio energetico dovuto alla presenza delle serre pari all'11%.
Quindi l'edificio che si sta considerando, ha un fabbisogno totale di energia primaria per il periodo invernale pari a 583.050 MJ/anno
 
Si riporta di seguito un grafico di confronto tra il fabbisogno di energia primaria, nel periodo invernale:
A rappresenta un edificio tradizionale,
B rappresenta un edificio tradizionale con serre,
C rappresenta un edificio tradizionale con "vano scala"
D rappresenta l'edificio oggetto di studio.
 


L'edificio in oggetto ha un fabbisogno specifico di energia primaria, nel periodo estivo di circa 266.220 MJ/anno
Il sistema di ombreggiamento previsto è in grado di ridurre il fabbisogno di energia per il condizionamento di circa il 40% per cui il fabbisogno di energia primaria durante il periodo estivo, per il condizionamento è circa 159.732 MJ/anno
 
Si riporta di seguito un confronto tra il fabbisogno di energia per la climatizzazione:
A rappresenta il fabbisogno di energia per la climatizzazione nel caso in cui l'edificio non sia dotato di ombreggiamento mentre
B rappresenta il fabbisogno di energia nel caso in cui l'edificio sia dotato di ombreggiamento.
 

Il grafico seguente riporta per ogni mese l'apporto fornito dalle serre in termini di "risparmio" di fabbisogno energetico: 
 
 
Impianto di riscaldamento - condizionamento
L'impianto di riscaldamento e raffrescamento è di tipo radiante a pavimento in bassa temperatura alimentato da una pompa di calore. Questa tipologia impiantistica, funzionando ad irraggiamento, risulta essere quella che rispetta maggiormente la qualità dell'aria all'interno dei singoli alloggi. Con il riscaldamento a pannelli radianti la temperatura dell'aria interna si scalda in modo uniforme, senza generare moti convettivi e senza indurre movimento di pulviscolo, generando un calore omogeneo in tutta l'unità.
Sperimentalmente è stato osservato che, per avere condizioni termiche ideali, è preferibile mantenere più calda l'aria in prossimità del pavimento e più fredda quella in vicinanza al soffitto (fare riferimento alla curva ideale temperatura - altezza del benessere termico).
Osservando le curve ideali temperatura - altezza del benessere termico ottenute per le diverse tipologie impiantistiche (radiatori, convettori e pannello radiante), si vede che l'impianto a pannelli radianti è il sistema più adatto a garantire condizioni ottimali.
La deumidificazione sarà realizzata tramite appositi deumidificatori installati in posizione baricentrica (funzionamento a dislocazione) in ragione di un deumidificatore ogni 80 mq di superficie e comunque ogni 300 mc di volumetria ambiente.
In ciascuna unità immobiliare, per monitorare la temperatura e l'umidità ambiente (quest'ultima per evitare la formazione di condensa), verrà installata una centralina di regolazione in grado di gestire la sonda ambiente temperatura - umidità posizionata nel locale maggiormente rappresentativo, i cronotermoumidostati installati in tutti i locali da raffrescare ed i cronotermostati per i locali con solo riscaldamento (bagni e cucine).
Per controllare al meglio il mantenimento della qualità dell'aria all'interno delle unità, e per avere un minimo utilizzo di risorse energetiche, verrà realizzato un impianto di ventilazione meccanica controllata (VMC).
Esso è costituito da bocchette autoregolabili di aerazione permanente, posizionate sopra le finestre e da un ventilatore posizionato in copertura, collegato, tramite una rete di canalizzazioni, alle bocchette di estrazione poste nei bagni ed in cucina.
Per effetto della depressione indotta dal ventilatore di estrazione, attraverso le prese d'aria presenti in tutte le stanze (ad esclusione del bagno), l'aria fresca entra e circola attraverso l'alloggio, dove si carica dell'umidità relativa e dell'inquinamento dell'ambiente; attraverso le bocchette di estrazione, installate nei bagni e nelle cucine, locali maggiormente soggetti ad umidità, odori ed inquinanti, viene evacuata l'aria viziata.
 
Considerando la tipologia impiantistica adottata, l'energia fornita dall'impianto per l'intero periodo di riscaldamento - raffrescamento è circa 781.785 MJ/anno
 
L'energia fornita dall'impianto per la produzione di acqua calda sanitaria è circa pari a 319.464 MJ/anno.
Quindi l'impianto, in totale deve fornire un'energia di circa 1.101.339 MJ/anno.
Se si considera inoltre che l'impianto fornisce calore tramite una pompa di calore, si risparmiano ogni anno:
61124 kg di CO2 immessi in ambiente.
 
 
Impianto elettrico
Sulla facciata verranno installati moduli fotovoltaici in silicio orientati a sud con un'inclinazione di 30° rispetto all'orizzontale per ottenere il miglior rendimento possibile.
L'impianto fotovoltaico sarà dotato di sistema di monitoraggio delle prestazioni (data logger) tale da permettere, attraverso un software dedicato, l'interrogazione in ogni istante dell'impianto al fine di verificare la funzionalità degli inverter installati e dell'inseguitore, con la possibilità di visionare le funzioni di stato, comprese le anomalie di funzionamento.
Verranno installati pannelli fotovoltaici con una superficie complessiva di 50 mq per una produzione di picco di circa:
60 kWh cioè 216 MJ/anno
 
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Eco sostenibilità:
Lab.01 s.r.l.
Luca Castelli
 
Progetto strutture:
FAVERO & MILAN INGEGNERIA s.r.l.
Mirano - Ve
 
Progetto degli impianti:
Brescia2progetti s.r.l.
Brescia
Referenze fotografiche: immagini archivio Studio Paolo Bodega Architettura
 

In questa immagine e nella precedente Rendering dell'edificio
Concept energetico: un edificio le cui funzioni vitali prendono spunto dal mondo vegetale
Sezione dell’edificio: il nucleo centrale come linfa vitale dell’edificio
Studio dei colori e della composizione di facciata come un acquerello di Paul Klee. L’involucro come la chioma dell’albero
Planimetria generale dell’edificio: una pianta che cambia i suoi colori al variare delle stagioni
Modelli di studio preliminari
Schizzi preliminari

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