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Coco, Silvestre

Woodskin eco-house : progetto per una unità familiare minima, trasportabile ad alta efficienza energetica.

Rel. Guido Callegari, Valentina Serra. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura per l_ambiente costruito, 2013

Abstract:

Il presente lavoro di progettazione prende come linee guida quelle espresse nella competizione internazionale di architettura Solar Decathlon Europe, dove Università e Colleges realizzano prototipi di case monofamiliari altamente efficienti sia dal punto di vista energetico sia dal punto di vista tecnologico. L'intento è quello di dimostrare che una progettazione ragionate ed attenta ai caratteri di sostenibilità, intesa come sostenibilità energetica, economica ed ambientale, sia necessaria per realizzare un manufatto che occupi un determinato spazio prelevando dall'ambiente nulla di più di quelle strettamente necessario, così da essere perfettamente in linea con le esigenze attuali dettate dai nostri tempi moderni.

Ogni architettura ha una sua specifica epoca, ed ogni epoca ha la sue architettura, la nostra richiede di avere edifici che, anche grazie agli esempi più o meno datati di architettura passiva uniti alle nuove tecnologie, producano l'energia necessaria ad essere funzionali.

Il lavoro di tesi si apre con un inquadramento generale sulla competizione internazionale del Solar Decathlon Europe, che per il 2014 sarà ospitata dalle Città di Versailles in Francia. Questa competizione, ormai alla III edizione per quanto riguarda il continente Europeo, coinvolge 20 Università e Colleges, le quali progettano e realizzano un prototipo perfettamente funzionante di una unità abitativa altamente efficiente. L'edilizia moderna ha un nuovo indirizzo rivolto sia al rispetto delle esigenze dell'uomo, sia al rispetto dell'ambiente sin dalle prime fasi di progettazione, realizzazione e gestione di un green building, puntando anche all'aumento dell'efficienza dell'uso delle risorse e alla riduzione degli impatti dell'edificio negativi sull'ambiente durante tutto il ciclo di vita.

Oltre a quello che può essere il mero progetto architettonico ed ingegneristico, questa competizione richiede tutta una serie di trasversalità che hanno come tema quello della redditività di mercato, comunicazione, sostenibilità ed altro ancora, poiché oggi è necessario interfacciarsi con tutte quelle dinamiche che rendono o meno un progetto accattivante all'occhio dei non addetti ai lavori.

A questa prima introduzione seguono il capitolo II e III, nei quali troviamo tutte le regole imposte dalla competizione, che sono state sviluppate sulle base dei regolamenti edilizi europei ed americani, oltre che sui principi delle buona architettura, ambendo al migliore risultato possibile per la qualità edilizia, l'efficienza e la sicurezza.

Prima di poter affrontare in maniera esaustiva il tema stesso della tesi, la Woodskin Eco-house, è stato necessario ricercare alcuni casi di riferimento, più o meno famosi e più o meno riusciti, come è stato negli anni '60 e '70 il futuristico programma "Zip Up" di Richard Rogers, il quale prevedeva architetture modulari sostenibili altamente personalizzabili.

Successivamente Leo Kaufmann con la casa "SU-SI" dà vita ad un prototipo con struttura in legno trasportabile e montabile di cui ne sono stati realizzati nel corso degli anni ben 15 esempi, e con il modulo "FRED" avente dimensioni 3x3x3 assemblabile con altri moduli permette numerose configurazioni finali, tutti autosufficienti, pensati per una configurazione energetica "stand-alone".

Da questi primi esempi si arriva alla Patio 2.12, prototipo presente all'ultimo SDE, che vede l'utilizzo di moduli abitativi intermedi, trasportabili ed assemblabili che permettono di plasmare spazi flessibili e vivibili, energeticamente autosufficienti, e alla casa itinerante Biosphera, realizzata con due moduli trasportabili, che montati in situ danno vita ad un ambiente minimo che più che definibile come una casa è un laboratorio di analisi bioclimatica.

Tutti questi esempi, insieme al progetto di tesi, hanno in comune diversi aspetti individuabili nell'utilizzo e nella realizzazione di sistemi modulari, nell'avere al centro dei processi la prefabbricazione e l'industrializzazione dei singoli elementi e nell'ambire ad un manufatto trasportabile o comunque movibile, altamente flessibile come indirizzo di un nuovo stile di vita, ovvero quello dell'abitare temporaneo.

Questi caratteri sono poi stati assorbiti dal manufatto e nel capitolo V viene raccontato tutto l'iter progettuale che ha permesso di arrivare al disegno finale.

Di seguito è stato necessario effettuare uno zoom sulle particolarità di questa edilizia, facendo un' attenta analisi sui materiali utilizzati e sulle tecniche costruttive entrate in gioco per arrivare ad un risultato il più possibile vicino alle aspettative richieste dalla competizione del Solar Decathlon Europe, che come abbiamo già detto non si concentra solo su caratteri architettonici ed ingegneristici, ma richiede una analisi ed una metodologia più eterogenea.

Per giustificare le scelte progettuali sono state effettuate anche una serie di analisi prestazionali che riguardano la produzione di energia, e quindi la componente attiva dell'edificio "zero energy", utilizzando le tecnologie alternative, prediligendo, da regolamento, l'energia solare, per soddisfare il fabbisogno energetico definito della Woodskin Eco-house.

Prima di arrivare alle conclusioni si è deciso di guardare con occhio critico, il più possibile oggettivo, al progetto realizzato. Per riuscire in questo senso ho preso in considerazione la metodologia di analisi portata avanti da Michael Zaretsky nel suo testo "Precedents in Zero-Energy design", nel quale analizza i prototipi presenti nella competizione SD effettuata sul suolo americano durante il 2007.

L'analisi comparata effettuata da Zaretsky sui 20 prototipi, riguarda in egual misura, sia i caratteri passivi e sia i caratteri attivi dei manufatti presentati, ovvero: circolazione del sito, spazi esterni, moduli di costruzione, struttura, spazi pubblici e spazi privati, forma interna degli spazi, zone interne, ventilazione naturale e meccanica, localizzazione degli impianti, acqua calda sanitaria, sistema attivo di riscaldamento, illuminazione naturale e gestione delle ombre.

Relatori: Guido Callegari, Valentina Serra
Soggetti: A Architettura > AD Bioarchitettura
A Architettura > AH Edifici e attrezzature per l'abitazione
A Architettura > AO Progettazione
G Geografia, Antropologia e Luoghi geografici > GH Scienze Ambientali
T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TE Tecnologia dei materiali
U Urbanistica > UK Pianificazione urbana
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura per l_ambiente costruito
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3205
Capitoli:

Indice

Introduzione

Capitolo I - Il Solar Decathlon

1.2 - Lo Scopo

1.3 - La competizione

1.4 - I contests

2.0 - Le Regole

2.1 - Building Code

2.2 - Draf Rules

Capitolo II - L'architettura di riferimento

3.1 - L'architettura di riferimento

3.2 - Patio 2.12

3.3 - Biosphera

3.4 - Bo Klok

Capitolo III - Il Progetto

3.0 - Il Progetto

3.1 - Analisi del sito

3.2 - Il concept

Schede Progetto

3.3 - I caratteri di questa architettura

3.3.1 - Prefabbricazione

3.3.2 - Trasportabilità

3.3.3 - Modularità

3.4 - I moduli rigidi

4.0 - Il sistema costruttivo in legno

4.1 - Sistema costruttivo massiccio (Blockbau)

4.2 - Sistema costruttivo massiccio con tavole di compensato o pannelli

4.3 - Sistema costruttivo ad ossatura portante in legno

5.0 - L'involucro

5.1 - Il legno

5.2 - Gli isolanti

5.3 - I serramenti

Schede Involucro

6.0 - Analisi prestazionali

6.1 - Bilancio energetico

6.2 - Impianto fotovoltaico "off-grid"

6.2.1 - Caratteristiche impianto fotovoltaico ad isola

6.2.2 - Caratteristiche impianto solare termico

6.3 - Illuminazione

6.3.1 - Illuminazione naturale

Analisi fisiche

6.3.2 - Illuminazione artificiale

Analisi fisiche

6.4 - Ombre

6.5 - Ventilazione

6.5.1 - Ventilazione naturale

6.5.2 - Ventilazione attiva o forzata

6.6 - Riscaldamento attivo

Capitolo IV - Analisi critica secondo il "Metodo" Zaretsky

7.0 - Analisi critica secondo il "Metodo" Zaretsky

7.1 - Circolazione nel sito

7.2 - Spazi pubblici/privati

7.3 - Spazi interni/esterni

7.4 - Ventilazione naturale

7.5 - Illuminazione naturale

7.6 - Localizzazione impianti

7.7 - Ventilazione artificiale

7.8 - Riscaldamento attivo

7.9 - Acqua calda sanitaria

7.10 - Angolo solare

Considerazioni finali

Bibliografia

Sitografia

Ringraziamenti

Bibliografia:

Michael Zaretsky, Precedents in Zero-Energy Design, architecture and passive design in the 2007 Solar Decathlon, Routledge, 2010

Matteo Ruta, Arketipo n° 67 Recupero — Supplemento 14-2012 Solar Decatlon 2012, Gruppo240RE, 2012

Jacob Schoof, Detail n° 11 Bauen mit Beton — Supplemento Green 02/12 Solar Decathlon 2012 in Madrid, Detail, 2012

Allison Arieff, Bryan Burkhart, PRE FAB, Gibbs Smith, 2002

Claudia Martinez, Case: piccole e belle, logos

Ryan E. Smith, Prefab Architecture: a Guide to modular design and construction, John Wiley & Sons, 2011

Adrei Codrescu, Mobile, the art of portable architecture, Gennifer Siegal

Francesco Paolo Vivoli e Michele Zinzi, Energia efficiente per 1'edificio, Normativa e tecnologie, Enea, 2008

Jonathan F. Hutchings, Modular Construction, McGraw-Hill Inc., 1996

Dwell, "Prefab is Pretty Fabulous", Dwell, 2001

Dwell, "Prefab Today", Dwell, 2010

Marck Eastment, Sheila Hayter, Ruby Nahan, Byron Stafford, Solar Decathlon 2002: The Event in Review, U.S. Department of Energy, 2004

NORMATIVE

Nuovo Codice della Strada — D.P.R. 16 dicembre 1992, n. 495 — Artt. 9-20

Norme Tecniche per le Costruzioni — DM Infrastrutture 15-09-2005

Norme Tecniche UNI EN 1995-1-1:2005 — Eurocodice 5

Norme Tecniche UNI/TS 11300 — Prestazioni Energetiche degli Edifici — Sez. 1-2-3

Norme Tecniche UNI EN 12464-1 — Illuminazione dei luoghi di lavoro interni

SITOGRAFIA

www.sdeurope.org

http://energy.gov/

www.nrel.gov

www.enea.it

www.promolegno.com

www.under-construction.it

www.actis-isolation.com

www.zintek.it

www.ctcrimorchi.it

www.casaspa.it

www.thermaltt.com

http://re.jrc.ec.europa.eu

www.ilgiornaledellarchitettura.it

www.medinitaly.eu

www.solecosrl.com

www.legnamisavignano.it

www.practic.it

www.gewiss.com

www.systemair.com

www.bmeters.com

www.radius-gefran.it

www.boklok.com

www.legnolego.it

www.olkruf.com

www.yourglass.com

www.parklex.com

www.dial.de

www.energy-design-tools.aud.ucla.

www.wagner-solar.com

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