EXISTENZMINIMUM 3000 progetto di prototipo evoluto e replicabile di bivacco d’alta quota

“Nell’immaginario degli appassionati di montagna, il bivacco rappresenta il legame con l’alpinismo eroico e classico dei due secoli scorsi quando, sulle Alpi, si esploravano nuovi limiti ambientali ed umani. L’attuale pratica dell’alpinismo si è evoluta grazie a tecniche e materiali moderni che consentono di percorrere assai velocemente vie ed itinerari che precedentemente richiedevano molto tempo e quindi un maggior utilizzo dei bivacchi. Oggi sono utilizzati, oltre che dagli alpinisti, anche dagli escursionisti, dai naturalisti e da soggetti che non sono necessariamente frequentatori assidui della montagna.

Il bivacco rappresenta un’occasione di vivere in un contesto ambientale che ripristina le antiche proporzioni tra l’uomo e gli elementi naturali.”

Il progetto nasce dall’esigenza manifestata dalla Sezione Regionale Veneta del C.A.I. di riqualificare e rinnovare le strutture ricettive poste lungo le Alte Vie Dolomitiche tra Veneto e Trentino-Alto Adige.

Le strutture ricettive riconosciute dal C.A.I. si suddividono in 4 tipologie: rifugi, punti d’appoggio, bivacchi fissi e capanne sociali.

In particolare, questo lavoro si focalizza sui bivacchi fissi per due motivi: il primo è l’interesse verso questa tipologia di manufatto, che richiama spesso una progettualità più attenta e votata a una migliore ottimizzazione delle risorse, il secondo è la passione personale per l’ambiente montano.

Queste strutture essenziali di modeste dimensioni sono poste in luoghi isolati o difficilmente accessibili, principalmente in corrispondenza di itinerari escursionistici o alpinistici della durata di più giorni. Hanno la funzione di ricovero di emergenza per la notte e/o avamposto per operazioni di soccorso. Offrono una dotazione minima: una piccola struttura coperta, un piano d’appoggio sul quale preparare un pasto, da 3 a 15 posti letto con materassi e coperte. Non dispongono di servizi igienici e l’approvvigionamento idrico è fornito da fonti naturali nelle vicinanze.

Lo studio progettuale, sviluppato con il contributo scientifico di due primarie aziende attive nella costruzione in legno e nella serramentistica evoluta e con la consulenza di C.A.I. Veneto e Fondazione Berti, si è posto l’obiettivo di creare un nuovo prototipo di bivacco, capace di raccogliere l’eredità degli antichi manufatti e di rispondere, in pari tempo, a esigenze tecniche, di sicurezza, di fruibilità aggiornate all’oggi.

È stato necessario analizzare i percorsi definiti come Alte Vie per poter catalogare i bivacchi presenti e le loro condizioni.

Con il supporto del C.A.I. sono state delineate le problematiche riguardanti questo tipo di strutture, verificate con una ricerca personale diretta.

Le problematiche principali riscontrate sono state 3:

presenza d’amianto;
ridotto comfort termico;
strutture obsolete e degradate.

Dall’analisi dei bivacchi lungo le Alte Vie ne sono risultati 8 aventi bisogno nell’immediato di un intervento.

Bivacchi analizzati © Marco Zanella

Analisi metaprogettuale

Le esigenze degli attori coinvolti a titolo diverso nella fruizione, costruzione e gestione del bivacco, in particolar modo utenti, costruttori e gestori, sono utili a definire i requisiti per la scelta delle strategie operative finalizzate alla progettazione di questa tipologia di struttura ricettiva. Pur essendo diversificate, se confrontate e messe in relazione, consentono di individuare alcuni settori circoscritti per la determinazione degli ambiti di intervento, identificando per ognuno di essi, i peculiari requisiti da soddisfare.

Per l’acquisizione dei dati è stato utilizzato il metodo del questionario di tipo chiuso singolo, dove è possibile scegliere solo una risposta fra quelle indicate. Il questionario proponeva 36 voci tratte dal sistema di valutazione LEED, ma non essendo previste specifiche di prestazione nel caso dei bivacchi, si è scelto di individuare dei requisiti di riferimento utili a consentire interventi mirati per ottenere una miglior qualità complessiva. Dopo aver determinato i requisiti attraverso questa analisi, sono stati organizzati in classi in modo da fornire indicazioni utili in fase di progettazione.

Gli ambiti individuati sono stati:

sito: rapporti che il bivacco reciprocamente esercita con l’ambiente e il contesto esterno;
acqua: rapporti che il bivacco esercita reciprocamente con l’acqua;
dotazione impiantistica e sicurezza: rapporti che il bivacco esercita reciprocamente con l’uso e la fornitura dell’energia e con le componenti impiantistiche;
materiali, risorse, gestione, involucro: rapporti che il bivacco esercita reciprocamente con la gestione delle risorse, con le componenti tecnologiche e con le condizioni di comfort interno;
struttura: rapporti che il bivacco esercita reciprocamente con i sistemi costruttivi;
economia: rapporti che il bivacco esercita reciprocamente con i costi di costruzione e di manutenzione.

Processo analisi esigenziale-prestazionale © Marco Zanella

Quality Function Deployment (QFD)

I diversi profili dei portatori di interesse nella progettazione del bivacco hanno finalità e obiettivi diversi. Tali aspettative, possibilità e desideri possono essere tradotti in bisogni. Mediante la metodologia analitica del Quality Function Deployment sono messi in relazione i bisogni con le caratteristiche che l’oggetto di progettazione deve prevedere al fine di individuare soluzioni progettuali di sviluppo/innovazione del prodotto. Queste caratteristiche sono scelte sulla base degli incontri con il C.A.I., dell’analisi dei casi studio delle best practise e dell’esperienza personale. Il QFD è uno strumento che appartiene all’ultima generazione di approcci alla gestione della qualità che sposta l’attenzione del progettista dal processo produttivo alla progettazione.

Nel processo del QFD sono confrontati i bisogni degli utenti che sono solitamente espressi in forma qualitativa, con le caratteristiche del progetto. Il risultato di queste relazioni (differenziate per intensità di correlazione) dovrebbero permettere di capire i seguenti aspetti: l’importanza dei bisogni, le caratteristiche più importanti e il grado di correlazione tra bisogni e caratteristiche.

Le caratteristiche qualitative che si relazionano maggiormente con la valutazione dei requisiti degli utenti sono:

struttura a telaio (10,9%); involucro termicamente performante (8,1%); forma ottimizzata per azioni di vento e neve (7,8%); comfort indoor (7,2%); materiali riciclabili (6,2%); dotazione impiantistica (6,0%); facilità e agevolezza di trasporto in sito (6,0%).

Nella successiva fase di progettazione si sono studiate soluzioni possibili e differenti di queste caratteristiche qualitative, che sono state suddivise in 4 macro gruppi (trasporto, struttura, involucro e morfologia) al fine di ottimizzare la scelta progettuale finale.

Scelte progettuali

Dopo aver ipotizzato diverse soluzioni, sono state scelte quelle ritenute più idonee e rispondenti ai requisiti dell’analisi metaprogettuale.

La scelta della struttura a telaio risulta congeniale sia da un punto di vista dei pesi da trasportare, sia da un punto di vista di ampliabilità del bivacco.

Riguardo al primo punto: soddisfa maggiormente il requisito di leggerezza rispetto ad un modulo equivalente in Xlam, grazie al suo peso a m² notevolmente inferiore, e permette un minor numero di rotazione dell’elitrasporto che inciderebbero sul costo dell’opera.

Riguardo al secondo punto: la progettazione costruttiva è stata indirizzata verso la possibilità di una replicabilità dei moduli che costituiranno bivacco. Ponendo particolare attenzione sulle connessioni tra questi per agevolare, se richiesto, il montaggio di strutture più capienti che si sviluppano dallo stesso modulo base.

Sugli aspetti energetici si è voluto dare un’impronta innovativa, utilizzando materiali e tecniche attuali che garantissero le medesime qualità di comfort ambientale interno di un edificio più convenzionale e posto in un contesto non così estremo.

Particolare attenzione in sede progettuale sarà posta sugli effetti passivi e attivi dovuti all’irraggiamento solare: ovvero guadagno termico passivo ed illuminazione tramite la finestra principale posta verso valle, e la possibilità di un impianto di moduli fotovoltaici in copertura per l’alimentazione della dotazione impiantistica interna.

Infine, è da considerarsi fondamentale la morfologia del manufatto che deve far fronte all’azione del vento e della neve. La soluzione finale scelta è conseguenza diretta della possibilità di slavine in quota. Si vuole sfruttare il fatto che il bivacco venga ricoperto dalla neve così che si crei un locale sicuro e stabile all’interno, in modo da garantire aria sufficiente alla sopravvivenza nell’attesa dei soccorsi. Lo sporto nasce per la stessa necessità poiché garantire m² d’aria in più può risultare essenziale in tali circostanze di emergenza.

Studio della forma ottimizzata per azioni di vento e neve e per accessibilità invernale © Marco Zanella

Area di intervento e contesto ambientale

Il progetto non è stato ideato per un’area singola ma per una molteplicità di luoghi. Il bivacco è una struttura che non ha luogo poiché si deve adattare ai contesti più disparati climatici ed ambientali. Per questo motivo è stato scelto tra gli 8 casi analizzati quello che presentasse le condizioni atmosferiche peggiori: il Bivacco Fiamme Gialle sul Cimon della Pala a 3005 m dove si può percepire d’inverno una temperatura media minima di -18°C e d’estate una temperatura media massima di +15°C. Il Cimon della Pala è la cima più nota delle Pale di San Martino e il suo spigolo slanciato domina il panorama visibile da Passo Rolle e da San Martino di Castrozza.

Salita al Bivacco Fiamme Gialle, Pale di San Martino © Marco Zanella

Progetto architettonico

Il progetto propone una rivisitazione della forma classica dei bivacchi d’alta quota costruiti nel secolo scorso, rispettandone materiali e dotazioni minime, pur tuttavia ampliando l’apparato funzionale al fine di attualizzare il manufatto. Il tema nello specifico è la costruzione di un oggetto dalle dimensioni sufficienti per ospitare attività di ristoro e di permanenza temporanea in situazione di emergenza in ambienti estremi montani.

Lo spazio della micro-architettura (17m²-60m³) si suddivide essenzialmente in due parti e consente la permanenza di 9 persone. Una di ingresso che funge da filtro tra interno ed esterno, nella quale si trovano diversi depositi, ed una con la duplice funzione di zona notte/zona giorno, cuore del bivacco. Questa area nella parte anteriore contiene la zona pranzo, con spazi per la preparazione dei cibi, nella parte posteriore e soppalcata la zona riposo, con ulteriori depositi per coperte e zaini.

Pianta e sezione tipo © Marco Zanella

Le dotazioni presenti nel bivacco sono state distinte in minime, quelle essenziali alla funzione di ricovero di emergenza, e in opzionali, quelle accessorie al sistema tecnologico impiantistico. Le dotazioni opzionali comprendono: sistema distributivo di forza motrice, sistema di illuminazione interno, sistema radiante elettrico per riscaldamento, 1 piastra elettrica a induzione e sistema di ventilazione meccanica controllata. Il sistema impiantistico è supportato dall’integrazione di moduli fotovoltaici in copertura per perseguire l’autosufficienza energetica, grazie ad una batteria di accumulo interna al bivacco.

Prospetti © Marco Zanella

Materiali e involucro

Il legno offre caratteristiche di resistenza e leggerezza ed è effettivamente largamente utilizzato nella maggior parte dei bivacchi nella forma del telaio, anche per la sua comprovata durabilità.

L’involucro esterno deve avere la capacità proteggere gli strati interni, i più utilizzati sono quelli metallici: rame, lamiera verniciata o alluminio, performanti e leggeri.

Sezione A-A © Marco Zanella

Nei rivestimenti interni il legno è il materiale incontrastato, in tutte le sue varianti, è isolante, leggero e facile da installare, e offre quel “senso di calore” che aumenta di molto l’abitabilità degli spazi, soprattutto dove il calore non c’è. Devono assicurare ottime prestazioni di traspirabilità, in ambienti molto piccoli e con molte persone l’eliminazione dell’umidità è essenziale.

Il pacchetto dell’involucro è il medesimo lungo tutte le pareti dove abbiamo una struttura a telaio con montanti 8×16 cm con interposta coibentazione in lana di roccia a bassa densità (60 kg/m³), il tutto chiuso da pannelli in OSB4 per aumentare la rigidità strutturale. Verso l’esterno poi troviamo un ulteriore strato di coibentazione più massiccia ad alta densità (170 kg/m³), su cui poggia l’orditura dell’intercapedine ventilata.

Dettaglio costruttivo infisso: connessione tra elemento parete ed elemento pavimento © Marco Zanella

L’unica differenza tra i pacchetti si ha nel solaio di terra dove lo strato di coibentazione esterna è stato sostituito con uno strato in isolante sintetico XPS, rivestito da una guaina in PVC. Questa scelta è dovuta al fatto che potrebbe venire a contatto con acqua, neve e piccoli animali, e si è voluto ridurre la possibilità di marcescenza dovuti a questi.

Pianta piano terra © Marco Zanella

Sistema costruttivo e montaggio

La struttura gioca un ruolo fondamentale, oltre alla resistenza ai grandi carichi di neve e vento presenti alle elevate altitudini, deve essere facilmente divisibile in elementi assemblabili in colli elitrasportabili, nonché essere manovrabile in cantiere senza l’ausilio di sollevatori meccanici, per questo non si prediligono strutture monolitiche o preassemblate.

Fattore determinante per la progettazione è, quindi, stato lo studio del sistema costruttivo, dei materiali e dei pesi delle singole parti del bivacco.

Sono stati analizzati 3 differenti sistemi costruttivi per valutarne i pesi complessivi e scegliere il più conveniente:

sistema Xlam: 15.500 kg
sistema misto Xlam+telaio: 15.200 kg
sistema telaio: 12.300 kg

Dopo la scelta del sistema a telaio è stata analizzata la tematica del trasporto. Nonostante rappresenti una delle ultime operazioni da effettuare, sancisce la fine dei lavori a valle e l’inizio di quelli, più problematici, in quota; in realtà fin dall’inizio è uno dei processi di cui tener maggiormente conto. Individuato il modello AS 350 ECUREIL B2, grazie ad un’azienda del settore, sono stati posti i carichi massimi a 750 kg, di conseguenza sono stati suddivisi in più parti i moduli solaio, pareti laterali e copertura per rientrare in questi parametri (21 elementi totali).

L’assemblaggio dell’opera avviene interamente a secco grazie al processo di prefabbricazione dei moduli.

Il modulo solaio viene elitrasportato con 3 rotazioni ed installato direttamente in quota sui supporti di ancoraggio con semplici collegamenti tramite bulloni. Successivamente vengono installati i moduli laterali e i moduli copertura.

Questo abaco mi ha permesso di stilare un cronoprogramma della costruzione del progetto che prevede in 5 giorni il trasporto e l’assemblaggio a secco del manufatto.

Suddivisione moduli © Marco Zanella

Stima analitica dei costi

Argomento non trascurabile quando si parla di C.A.I. è quello dei costi poiché si tratta di un’associazione di volontari che riceve solo sotto determinate condizioni finanziamenti regionali o europei. Si è voluto stimare il valore economico dell’opera.

Il costo dell’opera è determinato:

Con metodo sintetico, applicando costi parametrici individuati per gli impianti, gli arredi interni e le lavorazioni di attacco a terra
Con metodo analitico, applicando prezzi a corpo, provenienti dalle aziende che hanno supportato tecnicamente il progetto (Aster Holzbau e Eurofinestra) per strutture lignee, isolanti, barriere al vapore e guaine, serramenti, pannellature e rivestimenti
Seguendo le indicazioni dell’azienda Elikos, per quanto riguarda il trasporto dei materiali e del personale in elicottero. (Utilizzo dell’AS 350 ECUREIL B2 con una durata ipotizzabile di 5/6 minuti per ogni singola rotazione. Si può calcolare un costo di €/m 27 per l’utilizzo dell’elicottero con un fisso di € 500,00 a chiamata)

I risultati così ottenuti indicano un costo di circa 55mila euro per il bivacco base, 70mila euro invece per il bivacco completo di tutte le dotazioni impiantistiche e del ballatoio di accesso esterno.

Prestazioni Energetiche

Particolare attenzione è stata data all’aspetto energetico del manufatto durante la progettazione architettonica, con lo scopo di rendere energeticamente autosufficiente l’edificio mediante fonti rinnovabili.

È stata eseguita una stima numerica della domanda energetica dell’edifico grazie al supporto del software ProCasaClima 3.0, dal quale sono stati estratti i fabbisogni termici d’involucro per riscaldamento invernale e raffrescamento estivo. Inoltre, è stata integrata anche la domanda per illuminazione, per forza motrice, per VMC e per piastra ad induzione.

La richiesta totale dell’edificio ammonta a circa 1.400 kWh/a elettrici. Nell’intenzione di soddisfare con energia da fonti rinnovabili la richiesta così stimata, viene proposto uno scenario di produzione di energia elettrica tramite moduli fotovoltaici. È stata prevista l’integrazione di questi sulle falde poste a Sud (inclinazione: 51% e 17%) per ottimizzare l’apporto di irraggiamento solare. Per una copertura del 100% della domanda totale è sufficiente installare 5 moduli da 300 Wp, così da avere una potenza totale di 1.500 kWp, corrispondenti a 1.730 kWh/a.

Il risultato è un prototipo evoluto e replicabile di bivacco fisso d’alta quota (img anche in apertura).

Evoluto in quanto presenta uno sviluppo del concetto di ospitalità in ambiente estremo, prestando particolare attenzione al comfort, alla sicurezza e all’ecologia. Ogni necessità del fruitore viene risolta come metodi e tecniche attuali, con massimo rispetto verso la tradizione.

Replicabile in quanto si presenta come sostituito dei vecchi modelli tipici di questi paesaggi, quindi oggetto adattabile per ogni luogo e per ogni configurazione ambientale. Il bivacco è per definizione senza luogo, non è effettivamente un costruito, ma una struttura ‘dislocata’ in un sito dove ci sia necessità di un riparo temporaneo e di emergenza.

Approfondimento realizzato in collaborazione con Architettura>Energia, centro ricerche del Dipartimento Architettura dell’Università degli Studi di Ferrara.

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Autore: Marco Zanella

Anno Accademico: 2015/2016

Titolo Tesi di Laurea: EXISTENZMINIMUM 3000 progetto di prototipo evoluto e replicabile di bivacco d’alta quota azione condivisa con C. A. I. Veneto per le alte vie dolomitiche
Anno accademico 2016-2017
Relatori: Pietromaria Davoli, Federico Arieti
Correlatori: Laura Gabrielli, Luca Emanueli (Ufficiali) + Giampaolo Guerzoni, Alessandro Castioni

Supporto tecnico: Aster Holzabu, Eurofinestra

Con la consulenza: Andrea Tonin (Struttura Operativa Rifugi e Opere Alpine, C.A.I. Veneto), Angelo Soravia (Fondazione Berti)

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Bibliografia

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