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Blanc, Jean Pierre

Progetto di un edificio bioclimatico per uffici nella regione di Rabat (Marocco).

Rel. Valentina Serra, Stefano Dotta. Politecnico di Torino, Corso di laurea specialistica in Architettura, 2009

Abstract:

Questa tesi nasce dall'opportunità datami dalla facoltà di Architettura, durante il corso di studi, di effettuare un tirocinio curriculare obbligatorio all'Osservatorio di Bioedilizia. Durante lo stage presso questo ufficio dell'Environment Park S.p.A di Torino ho acquisito una buona esperienza nel campo della bioedilizia lavorando su numerosi interessanti progetti, fino alla proposta di collaborazione fattami dopo la scadenza del tirocinio per sviluppare un progetto di cooperazione tra Regione Piemonte ed Environment Park da una parte e la Regione di Rabat ed il Ministero dell'energia del Marocco dall'altra.

Quest'opportunità, in cui ho potuto sfruttare la mia conoscenza della lingua francese, mi ha permesso di meglio conoscere una regione e una realtà completamente diversa dalla Valle d'Aosta in cui risiedo. Grazie a questi progetto ho potuto visitare più volte il Marocco (in particolare Rabat, Casablanca, Marrakech e alcune zone dell'entroterra e del Medio Atlante), capire le problematiche sociali, economiche ed architettoniche del luogo ed approfondire nuovi ed importanti soluzioni e tecnologie costruttive, come la terra cruda. Inoltre, ho potuto lavorare su progetti innovativi, ambientalmente ed energeticamente efficienti, in cui ho potuto metter in pratica i fondamentali insegnamenti dell'università, del lavoro presso lo studio di Architettura di mio padre e del tirocinio presso l'Osservatorio di Bioedilizia e accrescere ulteriormente la mia formazione.

Il caso studio oggetto di questa tesi deriva dall'accordo tra Regione Piemonte ed Environment Park da una parte e tra Regione di Rabat ed il Ministero dell'energia marocchino dall'altra, che ha portato alla creazione ed allo sviluppo di 4 progetti molto interessanti dal punto di vista sociale, ambientale e architettonico.

Uno di questi, in particolare, verrà approfondito analizzato e sviluppato nel prosieguo della tesi: lo studio preliminare ed il progetto della nuova sede dello CDER e di una piattaforma tecnologica a Tamesna (Provincia di Rabat), di cui è stata fatta una simulazione del comportamento energetico sia nel periodo estivo che invernale.

Relatori: Valentina Serra, Stefano Dotta
Soggetti: A Architettura > AO Progettazione
A Architettura > AD Bioarchitettura
Corso di laurea: Corso di laurea specialistica in Architettura
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/1368
Capitoli:

0 Introduzione 5

1 La situazione energetico - ambientale 6

1.1 Premessa 6

1.2 L'emergenza dei cambiamenti climatici e dei 7

consumi energetici 7

1.3 I cambiamenti climatici 8

1.4 I consumi energetici 10

1.4.1 II livello mondiale 11

1.4.2 II livello europeo 13

1.4.3 II livello africano 17

1.4.4 II livello marocchino 19

1.5 Le prospettive future 23

1.5.1 II World Energy Outlook 2007 23

1.5.2 Le strategie a scala mondiale 23

1.5.3 Le strategie in Marocco 24

2 L'approccio architettonico consapevole 26

2.1 Premessa 26

2.2 Verso una progettazione consapevole 26

2.3 Verso una bioedilizia e una bioarchitettura 30

2.4 L' architettura bioclimatica 32

2.5 L'architettura ecologica 34

2.6 La bioedilizia 35

2.7 La bioarchitettura 37

3 Problematiche dei climi temperato - caldi e soluzioni 39

tecnologiche per il caso studio 39

3.1 Approccio bioclimatico 39

3.2 Modelli tipologici di architettura bioclimatica 44

3.2.1 Clima freddo 44

3.2.2 Clima temperato 44

3.2.3 Clima caldo umido 44

3.2.4 Clima caldo secco 45

3.3 Problematiche dovute al clima: 46

3.4 Progettazione bioclimatica di edifici terziari in climi caldi 48

3.5 Tecniche di controllo energetico passivo per edifici nei climi caldi 51

3.6 La ventilazione naturale: principi 55

3.6.1 Sistemi archetipici di ventilazione naturale 56

3.6.2 La ventilazione naturale nell'architettura tradizionale: 58

3.7 L'acqua: il raffrescamento evaporativo 64

3.7.1 II raffrescamento evaporativo nell'architettura tradizionale araba 64

3.7.2 II raffrescamento evaporativo associato alla ventilazione: principi e tecnologie di controllo 67

3.8 II raffrescamento per scambio termico con il terreno 70

3.8.1 Lo scambio termico con il terreno nell'architettura "tradizionale" 70

3.8.2 Lo scambio termico edificio-terreno: principi e tecnologie 73

3.9 II sole: il controllo della radiazione solare 77

3.9.1 II controllo solare nell'architettura tradizionale 77

3.9.2 II controllo della radiazione solare per il raffrescamento passivo 79

3.9.3 Sistemi di schermatura 80

3.9.4 Vetri speciali 89

3.10 II ruolo della massa termica dell'edificio 91

3.10.1 II ruolo della massa termica nell'architettura tradizionale 91

3.10.2 II raffreddamento convettivo notturno: principi e tecnologie 93

3.11 Effetti della corte in climi caldo-secchi 95

3.12 La tipologia a cupola: 103

4 II caso studio 106

4.1 La situazione marocchina 106

4.2 Progetti urbanistici e edili nel Marocco 109

4.3 Programma Nazionale - "Villes sans bidonvilles" 112

4.3.1 Obiettivi: 112

4.3.2 Tipologia d'intervento 114

4.4 Progetti sul territorio marocchino: 118

4.5 La nuova città di Tamesna 121

4.5.1 Contesto: 122

4.5.2 Obiettivi: 126

4.5.3 Dettagli: 127

4.5.4 Strategie: 129

Analisi delle condizioni contestuali 130

5.1 II clima 131

5.1.1 Temperatura 134

5.1.2 Precipitazioni 137

5.1.3 L'umidità 138

5.1.4 Radiazione solare 139

5.1.5 Scelta del sito e dell'esposizione in funzione del vento 146

Il progetto 148

6.1 Accordo Environment Park - Regione di Rabat Sale 148

6.1.1 Obiettivi dell'accordo: 150

6.1.2 Progetti derivanti dall'accordo: 151

6.2 II caso studio: 157

6.2.1 Obiettivi del progetto: 157

6.2.2 II progetto bioclimatico del caso studio 160

6.2.3 II luogo di progetto 161

6.3 II progetto: .. 164

6.3.1 Forma dell'edificio: Rapporto SA/ 164

6.3.2 Orientamento dell'edificio: Effetti della radiazione solare 166

6.3.3 Forma e orientamento dell'edificio: Effetti del vento 168

6.3.4 II progetto 171

6.4 Riduzione dei consumi energetici elettrici: fotovoltaico 181

6.4.1 Apporti energetici solari 181

6.4.2 Obiettivi e strategie: 182

6.4.3 Progetto dell'impianto fotovoltaico 183

6.5 Riduzione dei consumi energetici : ACS 189

6.5.1 Obiettivi e strategie: 189

6.5.2 Tecnologie adottate per gli impianti per la produzione di ACS 190

6.5.3 Software usato per il dimensionamento dell'ACS 193

6.5.4 II progetto dell'impianto solare: 194

6.6 Illuminazione naturale degli ambienti interni 198

6.6.1 L'illuminazione naturale 198

6.6.2 Progetto dell'illuminazione naturale 199

6.7 Risparmio delle risorse idriche: 202

6.7.1 Riduzione dei consumi idrici 202

6.7.2 Recupero delle acque piovane 203

6.8 Materiali performanti, locali e ecocompatibili 208

6.8.1 II bilancio ecologico 209

6.8.2 Ciclo di vita 210

6.8.3 Gli impatti sull'ambiente e sulla salute 211

6.8.4 SUGHERO NATURALE 214

6.8.5 LANA DI PECORA 220

6.9 Tecnologie costruttive di involucro 224

6.9.1 Approccio: 224

6.9.2 Strategie 228

6.9.3 Situazione marocchina 229

6.9.4 Proposta stratigrafie di progetto 233

7 Analisi energetica del caso studio 236

7.1 Premessa 236

7.2 Analisi periodo invernale 237

7.2.1 Software utilizzato per l'analisi energetica 237

7.2.2 Dati di input 240

7.2.3 Risultati 242

7.3 Analisi periodo estivo 249

7.3.1 Software usato per l'analisi energetica 249

7.3.2 Dati di input 250

7.3.3 Risultati..;'. 251

7.4 Conclusioni analisi energetiche 256

8 Conclusione 258

9 Bibliografia 260

Bibliografia:

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AA. VV., Le chiusure verticali - serie Quaderni del manuale di progettazione edilizia,

Editore Hoepli, Milano, 2002

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AA. VV, Solar Architecture - in DETAIL special issue, Institut fùr internationale

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C. Aghemo, A. Pellegrino, Schede di illuminazione, Politeko editore, Torino 2007.

N. Aste, // fotovoltaico in architettura, SE - Sistemi Editoriali Esselibri, Napoli 2002.

C. Benedetti, Manuale di architettura bioclimatica, Maggioli Editore, Rimini 1994.

A. Dal Fiume, A.Ratti, S. Comandini, Architettura sostenibile, Pitagora Editrice,

Bologna 1998.

A. Fassi, L. Maina, Isolamento ecoefficiente - Guida all'uso dei materiali naturali,

Edizioni Ambiente, Milano 2006.

M. Filippi (a cura di), Schede di fisica tecnica ambientale II, Politeko editore, Torino

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M. Grosso, Raffrescamelo passivo degli edifici, Estratto da intervento a CasaClima-

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M. Grosso, Raffrescamelo passivo degli edifici: concetti, precedenti architettonici,

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G. Moretti, D. Bori, La casa di Hatra - Uso delle risorse ambientali e climatiche della

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M. Sala (a cura di), Schermature solari, Alinea Editrice, Firenze 2000.

U. Wienke, Manuale di bioedilizia, Dei Editrice, Roma, 2000.

U. Wienke, Dizionario dell'edilizia bioecologica, DEI, Roma 1995.

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