Ecocà Green Lab: edificio sperimentale per la ricerca scientifica nella Pianura Padana

Progetto per costruzione di un laboratorio didattico e di ricerca per lo studio e la verifica delle effettive condizioni di funzionamento del sistema edificio-impianto

A cura di: ing. Roberto Armani; ing Massimiliano Busnelli. Associazione Culturale Energia di Classe

Negli ultimi anni, in Europa, si è assistito ad una vera e propria corsa alla riduzione dei consumi energetici, con un crescente interesse alla coibentazione dell’involucro edilizio ed alla messa a punto di configurazioni impiantistiche sempre più efficienti. Il continuo susseguirsi normativo e l’incessante bombardamento mediatico, accompagnato da un’immensa mole di nuovi dati e scenari, ha generato un clima confusionale nei soggetti coinvolti nel processo edilizio a partire dal committente fino all’impresa esecutrice.

Il progetto Ecocà nasce dalla volontà dell’Associazione Energia di Classe nel contribuire, attraverso le sue attività di studio e divulgazione, al processo di penetrazione degli edifici energeticamente efficienti all’interno del contesto edilizio nazionale ed europeo. Per favorire ciò, il progetto Ecocà vuole provare a trasferire alla comunità locali i risultati del settore della ricerca spesso confinati all’interno delle università.

Il progetto prevede la costruzione di un laboratorio didattico e di ricerca per lo studio e la verifica delle effettive condizioni di funzionamento del sistema edificio-impianto rispetto alle definizioni progettuali iniziali. Tra gli obiettivi a lungo termine c’è lo sviluppo di sistemi evoluti di controllo dell’impianto e delle soluzioni d’involucro adattativo. Con il termine di involucro adattativo si intendono quei componenti dell’edificio (involucro e/o struttura) che possono cambiare il loro comportamento e le loro prestazioni nel tempo, adattandole alle esigenze e alle mutuate condizioni di funzionamento (interne e esterne). Per far ciò sarà necessario una corretta descrizione fisica e predittiva del comportamento energetico dell’edificio.

Tradizionalmente, infatti, progettisti ed installatori hanno applicato una tecnica del tipo “trial-error” per ottenere scenari il più vicino possibile ai desiderata di progetto. In questi anni si è sempre ricorso a modelli empirici ed a valutazioni sperimentali, in particolar modo nel campo della ventilazione e della taratura degli impianti. Per ovviare a questo tipo di approccio è necessario riformulare il problema e risolverlo nell’ambito di una precisa strategia di ottimizzazione. La logica prevede che il problema iniziale (determinare le condizioni indoor in uno o più locali) venga trasformato in un problema di controllo (imponendo le condizioni volute nei locali) modificando i parametri d’ingresso in modo da ottenere i risultati desiderati.

In figura 1 è schematizzato un esempio di procedura che si prevede di utilizzare

Per la realizzazione del progetto, l’Associazione Energia di Classe sta costruendo un edificio con funzione di laboratorio, denominato come il progetto stesso (Ecocà appunto), sul quale verrà condotta una pluriennale attività di monitoraggio strumentale. Il monitoraggio è stato progettato per misurare i parametri ambientali interni ed esterni, i consumi energetici per la gestione dell’edificio e le temperature dei nodi superficiali ed interni alle strutture edilizie.

La geometria dell’edificio proviene da un concorso di progettazione che l’Associazione Energia di Classe rivolse agli Istituti Tecnici per Geometri nel A.S. 2010-2011. Agli studenti delle scuole superiori è stata richiesta la progettazione di un archetipo di modulo abitativo per anziani in classe energetica A. Assecondando l’intenzione comune di coinvolgere tutti gli attori chiave nel processo di avvicinamento agli edifici a zero energia (progettisti, imprese ma soprattutto cittadini e scuole), l’Associazione decise di realizzare Ecocà sulla base del progetto che vinse il concorso di progettazione, mantenendo inalterata la sagoma ma variando la distribuzione interna degli ambienti e la destinazione d’uso.

Figura 2: Planimetria di massima dell’edificio laboratorio Ecocà

Figura 3: Sezione di massima dell’edificio laboratorio Ecocà

L’edificio laboratorio sorgerà nel cuore della Pianura Padana, nel Comune di Soresina in Provincia di Cremona, e verrà costruito attraverso il metodo “do ut des” coinvolgendo aziende del settore ed instaurando collaborazioni scientifiche con istituti di ricerca e fondazioni nazionali. Ecocà sarà un edificio reale, realizzato con differenti pacchetti costruttivi e diversi sistemi impiantistici. Questi ultimi funzioneranno alternativamente accoppiando in n. combinazioni due o più sistemi tecnologici a loro volta controllati con algoritmi di regolazione costruiti “in house”. Questi algoritmi saranno necessari per il raggiungimento degli obiettivi del progetto scientifico. Un ulteriore valore aggiunto del progetto è la libertà che viene lasciata alle aziende partner interessate ad utilizzare il progetto Ecocà per lo studio e lo sviluppo di nuove tecnologie, contribuendo in questo modo alle attività di ricerca e sviluppo interne ad ogni singola azienda.

Ecocà è un progetto in continua evoluzione, concepito all’interno di un’Associazione non-profit come Energia di Classe, sempre aperto alla partecipazione ed al coinvolgimento di nuovi partner, per cercare di ridurre sempre più il divario tra ricerca e applicazione in campo e per infrangere le barriere culturali che ancora oggi ostacolano l’efficienza energetica in diversi settori economici.

Aziende partner: