Elena Scripelliti
Da un approccio di design sostenibile alla modellazione parametrica : Landscape art competition negli Emirati Arabi.
Rel. Pierre Alain Croset, Rajandrea Sethi, Ingrid Paoletti. Politecnico di Torino, Corso di laurea specialistica in Architettura (Costruzione), 2010
Questa è la versione più aggiornata di questo documento.
| Abstract: |
La decisione di affrontare una tesi progettuale legata ad argomenti e approfondimenti di carattere ingegneristico, è maturata dalla scelta di un concorso a partecipazione libera, rivolto ad architetti, designer, artisti, che poneva un obiettivo alquanto paradossale, sia per le richieste, che per il contesto. Il Sito di progetto Si colloca nell'entroterra della città di Dubai, negli Emirati Arabi, incastonato nell'unica area naturale protetta di tutto il paese: la riserva naturale di Ras Al Khor. Tutt'intorno, distese di colate di cemento che stanno irrimediabilmente modificando la morfologia di questa città cresciuta e nata dal nulla. L'obiettivo del concorso è quello di creare un landscape art, nel rispetto della natura circostante e del suo ecosistema, che sia off-grid (ovvero produca e consumi energia senza allacciarsi alla rete elettrica cittadina) e sia potenzialmente utile per la città di Dubai. Il bando, essendo molto libero, forniva diverse chiavi interpretative: si poteva vedere infatti come una vera e propria installazione di land art con alcuni dispositivi che producessero energia da convogliare poi in rete, o come un' organismo a se che potesse produrre beni o servizi utili alla città, e che avesse un basso impatto ambientale ed energetico. Dopo un'attenta analisi del sito, che comincia con lo studio dei fattori climatici, per poi passare all'analisi della riserva naturale e al concetto di sostenibilità e certificazione energetica negli Emirati, si è passati ad una fase di concept che è servita ad individuare quale fosse una proposta appropriata e originale per l'area. L'idea iniziale è stata quella di creare delle serre intensive aeroponiche, dislocate SU un terreno modificato composto da collinette, che potessero permettere l'espansione delle Wetlands e Sabka, nonché, in un tempo più lungo, anche della vegetazione delle mangrovie presenti nella riserva, all'interno del sito, integrando fattori artificiali, quali la coltivazione e fattori naturali, nella maniera meno invasiva possibile. In secondo luogo si è pensato alla creazione di un piccolo museo dedicato alla Riserva naturale, e di un mercato per poter dare ai cittadini la possibilità di poter comprare direttamente i prodotti ortofrutticoli prodotti dalle serre. Dopo aver stabilito il concept e il programma, Si è passati alla fase vera e propria di calcolo e dimensionamento di una serra tipo. Ci ai è chiesti com'era possibile produrre acqua visto un contesto così desertico e l'impossibilità di allacciarsi alla rete cittadina, studiando a fondo le caratteristiche climatiche della Città Si è reso evidente come la quantità dei fenomeni di nebbia annuali che si verificavano erano parecchio alti da giustificare la possibilità di usare. Innanzitutto, si è provveduto a svolgere dei calcoli molto accurati sulle richieste d'acqua per alimentare due cicli di coltura aeroponica per la coltivazione di pomodori, che in termini di fabbisogno è la più gravosa. Dopodiché, grazie ad alcuni dati di letteratura, si è riuscito a tracciare un ipotetico profilo del guadagno d'acqua proveniente dalla nebbia di Dubai e a dimensionare il sistema per il Fog Har-vesting. Dopodiché ci si è domandati, viste le altissime temperature e il clima molto arido di Dubai, come poteva avvenire la climatizzazione della serra. Si sono scartati tutti quei metodi di condizionamento del'aria che sarebbero stati parecchio gravosi ai fini energetici, e si è prediletto un sistema di raffre-scamento evaporativo, anche perché, avendo a disposizione vari periodi e vari cicli di coltivazione, si possono destinare a coltivazione nei mesi più caldi quelle specie che meno soffrono in termini di temperatura, come piante aromatiche, piante grasse o angurie e meloni.(CR) Una volta stimato il fabbisogno della serra in termini idrici, si è passato a stimare quello energetico, per far funzionare da un lato, il sistema aeroponico, dall'altro, il sistema di climatizzazione. Per consentire di avere sufficiente energia elettrica alla serra, si sono posizionati dei pannelli solari organici di tipo DSSc, sempre nell'ottica di un maggior rispetto dell'ambiente in termini di emissioni di CO2 e salvaguardia ambientale. Queste celle, infatti, sono innanzitutto meno inquinanti rispetto al silicio, in più hanno delle caratteristiche estetiche migliori e I più variegate che ben si adattavano al concept di I progetto. Una volta terminati i passaggi per calco-1 lare le dimensioni e i fabbisogni della serra tipo, si è passata alla vera fase di concept e di modellazio-l ne del landscape. Essa è basata su un algoritmo! che modella la mesh piana di partenza e costruisce! alcune collinette dove sono posizionate le serre. Esso è guidato dal disegno di alcune linee a terra, e l'altezza del terreno risulta essere inversamente! proporzionale alla distanza tra i punti della curva ei| punti di suddivisione U e V della mesh. Il penultimo passaggio, ma quello che rappresenta il cuore della tesi, è la costruzione del modello para-metrico della serra, che permette di avere un unico | modello che si deforma a seconda dei parametri ottenuti nella sezione precedente dedicata ai calcoli. Un ulteriore approfondimento è stato svolto per la questione riguardante la fase costruttiva della serra, in particolare ci si è concentrati sullo studio della planarizzazione dei pannelli solari fotovoltaici in una struttura inizialmente caratterizzata da superfici a doppia curvatura. In ultimo è stato ideato il progetto di un piccolo centro di accoglienza turistica, integrato nel landscape, che contiene un museo dedicato alla riserva naturale, e un centro-mercato di vendita dei prodotti ortofrutticoli delle serre.
|
|---|---|
| Relatori: | Pierre Alain Croset, Rajandrea Sethi, Ingrid Paoletti |
| Tipo di pubblicazione: | A stampa |
| Soggetti: | A Architettura > AO Progettazione S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica |
| Corso di laurea: | Corso di laurea specialistica in Architettura (Costruzione) |
| Classe di laurea: | NON SPECIFICATO |
| Aziende collaboratrici: | Politecnico di Milano - Dipartimento di Scienza e Tecnologie per l'ambiente costruito |
| URI: | http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/1893 |
| Capitoli: | 1. Introduzione 1.1 Abstract 2. Il concorso di progettazione e I occasione per la creazione di un'architettura energeticamente autosufficiente e sostenibile 2.1 Metodo di progetto 3. Inquadramento del sito 3.1 Localizzazione e contesto 3.2 Morfologia del sito e rapporto con la riserva naturale 4. Dati climatici 4.1 Temperatura mensile e radiazione solare 4.2 Umidità relativa e precipitazioni 4.3 Venti 5. Una panoramica sul concetto di sostenibilità negli Emirati Arabi 5.1 Sostenibilità nel settore costruttivo degli UAE: segni di cambiamento 5.2 Le certificazioni energetiche negli UAE 5.2.1 Le certificazioni internazionali adottate 5.2.2 Certificazioni in Cubai 5.2.3 Certificazioni in Abu Dhabi 5.2.4 Certificazioni nelle regioni del golfo 5.3 Casi Studio Masdar City (Abu Dhabi) Food City (Dubai) 5.4 II mercato del cibo negli Emirati Arabi 6. Cambiamenti climatici e agricoltura 6.1 coltivare adattandosi a nuovi climi 6.2 Quanta acqua per coltivare 6.3 Sovra-sfruttamento e sprechi d'acqua 6.4 Coltivare in climi aridi 6.5 Pesticidi e inquinamento dei suoli 6.6 Agro-biodiversità 6.7 Le serre e l'effetto serra 7. Ras ai Khor Wiidlife Sanctuary 7.1 Stato legale 7.2 La riserva naturale: caratteristiche 7.3 Biodiversità: fauna 7.4 Biodiversità: flora 7.5 Minaccie per le wetlands e il santuario 7.6 Management 7.7 Conservation Value 8. Programma e concept 8.1 Programma 8.2 Concept e idee iniziali 9. Calcoli per il dimensionamento di una serra tipo 9.1 Procedimento 9.2 Dati finali di output 10. Studi sull'orientamento delle serre e generazione del landscape 10.1 Variabilità delle dimensioni 10.2 Studio grafico 10.3 Verifica con l'ausilio di software CFD (Maya) 10.4 Introduzione al concetto di parametrico 10.5 Scripting, modellazione e configurazione del landscape 10.6 Studio della vegetazione e concetto di Xeriscaping 12. Progetto parametrico della serra 12.1 Parametri e passaggi per la costruzione del modello 12.2 "Bake" della geometria e rifinimento finale 13. Approfondimento sulla fattibilità costruttiva 13.1 II problema della planarità dei pannelli 13.2 L'utilità delle superfici NURBS 14. Progetto del Centro Visitatori 14.1 Programma e spazio interno 14.2 Un'ottica sostenibìle 14.3 Progetto parametrico del Centro Visitatori 15. Bibliografia, articoli scientifici e risorse web Saggio II Approvvigionamento passivo delle risorse idriche, dimensionamento e climatizzazione della serra 16. Calcoli per le colture tradizionali nelle serre 17. La coltura aeroponica 17.1 Configurazione del sistema 17.2 Calcoli per il sistema aeroponico 18. Fog Harvesting 18.1 Dubai_ water supply 18.2 II processo di formazione della nebbia 18.3 Formazione della nebbia negli Emirati Arabi 18.4 Cos'è il Fog Harvesting 18.5 Breve storia del Fog Harvesting 18.6 Condizioni favorevoli all'installazione del sistema di Fog Harvesting 18.7 Vantaggi e svantaggi 18.8 Orientamento e geometria 18.9 Considerazioni sul sito di progetto 20. Climatizzazione: Regime invernale e estivo di una serra tipo 20.1 Consumo totale energetico 21. Consumo totale d'acqua 22. Dimensionamento dei pannelli per il Fog Harvesting e del serbatoio 23. Pannelli Solari fotovoltaici organici: DSSc. 23.1 Descrizione e funzionamento 23.2 Considerazioni sul sito di Progetto 24. Allegati Calcoli Tavole di progetto |
| Bibliografia: | R. A. Bucklin, Florida Greenhouse Design, Agricultural Engineering Department, Florida Cooperative Extension Service, Institute of Food and Agricultural Sciences, University of Florida, reviewed sept. 2008 A. Burke, T. Tierney, Network practices: new strategies in architecture and design, Princeton Architectural Press, 2007 ENSC 407, Global Water Issues, Dr. H. Jamieson Lecture 8 - October 25, 2004 Ghassan A. Al-hassan, Fog water collection Evaluation in Asir Region, Saudi Arabia, Springer Science + Business Media B.V. 2009, Mechanical Engineering Department, Damascus University, Damascus, Syria Branko Kolarevic, Architecture in thè digitai age: design and manufacturing, Taylor & Francis, 2003 M. R de Villiers and J. van Heerden, Fog at Abu Dhabi International Airport, Weather Services International, Birmingham, UK University of Pretoria, Department of Geography, Geoinformatics and Meteorology, Pretoria, South Africa, su "Weather" Agosto 2007, Voi. 62, No. 8 (CR) Menges, A., Ahlquist, S. (eds.): 2011, Computational Design Thinking, John Wiley and Sons, London Menges, A., Instrumental Geometry, in "Architectural Design", Voi. 76 No. 2, pp. 42-53, 2006 M. Meossi, Info-Architecture: l'architettura performativa nell'età dell informazione, in "Esempi di Architettura" Voi. 3, 2007 NASA, Center for AeroSpace Information (CASI), Spinoff 2006, National Aeronautics and Space Administration, Hanover, 2006. http://www.nasa.gOv/pdf/164449main_spinoff_06.pdf p.64-67 J. Olivier a, C.J. de Rautenbach, The implementation of fog water collection systems in South Africa, Department of Geography and Environmental Studies, University of South Africa, WRC Report No. 671/1/99 Ingrid PaolQtti, Innovation design and constructìon technologi&s, Maggioli Editore, 2006 R.S. Schemenauer, P. Gerceda, A proposed Standard Fog GollèGtor tot usò in high-òl&vation regions, Environment Canada, Downsviwe, ontano, Canada, Nov/QmbQr 2001. Kostas Terzidis, Algorithmic archiiQcWQ, Arcnitocturai Prosg, 2006 Kostaa Terzidia, Exprossive formi a oonc&ptual approùch to computational design, Taylor & Francis, 2003 Georg Vrachiiotis, Andrea Gleiniger, Complexìty: design strategy and world vìew, Birkhauser Verlag AG, 2008 Technical Report ASR Organic PhotovoltaiG: a new generation of solar ce/te - Building Integratód Photòvòltaiós. Alta Scuòla Politecnica, IV ciclo. Risorse web www.actahort.org www.acqualibera.net www.attra.ncat.org www.biospaces.it/risparmio-sistema-aeroponico.html www.dewa.gov.ae www.fogquest.org www.greencrossitalia. it www.holtzbau.com www.howtohydroponics.com www.iwmi.cgiar.org www.laleva.cc www.landartgenerator.com www.lefigaro.fr www.lib.utexa3.edu www.madeincalifornia.blogspot.com www.parks.it/acqua/finish/pdf/acqua.nel. mondo.e.in.ita-lia.pdf www.scientificamerican.com www.synergyii.com www.Windfinder.com www.wikipedia.org www.worldweather.org |
 |
Modifica (riservato agli operatori) |
Licenza Creative Commons - Attribuzione 3.0 Italia