INDICE
INTRODUZIONE
1. PROGETTARE LE NUOVE SCUOLE
1.1. Le linee evolutive pag. 7
1.2. Le attività: gioco, esplorazione e ricerca 9
1.3. Il rapporto con il contesto 11
1.4. Caratteristiche generali morfologiche e dimensionali 13 1.5. Lo spazio architettonico a misura di bambino 15 1.5.1. Le dimensioni e la percezione dello spazio 16
1.5.2. Lo spazio architettonico 17
1.5.3. La classe come microcosmo del mondo 21
1.5.4. Flessibilità 25
1.5.5. Materiali 25
1.5.6. Le barriere architettoniche e sensoriali 26
1.5.7. La sicurezza 27
1.5.8. Arredi e attrezzature 28
1.6. Nuclei funzionali delle scuole dell'infanzia 30
1.7. Casi studio 32
2. LINEE GUIDA PER UNA PROGETTAZIONE BIOCLIMATICA E
SOSTENIBILE
2.1. Introduzione alla bioclimatica 49
2.1.1. Evoluzione storica dell'architettura bioclimatica 49 2.1.2. La crisi energetica e le recenti architetture bioecologiche 56 2.2. Criteri generali di intervento 65
2.3. L'orientamento dell'edificio 69
2.3.1. La radiazione solare 70
2.3.2. La carta solare 70
2.3.3. Determinazione delle ore di soleggiamento 73 2.4. Sistemi solari attivi e passivi 74
2.4.1. Sistemi a guadagno diretto 75 2.4.2. Sistemi a guadagno indiretto 76 2.4.3. Sistemi a guadagno isolato 77
2.5. L'illuminazione naturale 77
2.5.1. Calcolo del fattore di luce diurna medio (Fmld) 80 2.5.2. Tipologie di aperture finestrate per favorire l'illuminamento naturale 85 2.5.3. Regolazione dell'illuminazione naturale attraverso le schermature 87
2.5.4. Le schermature verdi 90 2.6. La ventilazione naturale 91 2.7. Aspetti normativi 94 2.7.1. L. 10/91 94 2.7.2. D.E. 2002/91/CE 96 2.7.3. UNI/TS 11300 97 2.7.4. D.E. 2010/31/UE 104
3. IL PROGETTO DELLA SCUOLA DI VIA XIMENES
3.1. Sinergie tra pedagogia e architettura 107 3.1.1. Pedagogia della seconda infanzia (da 3 a 6 anni) 108
3.2. Finalità e obiettivi 111
3.3. Scelta dell'area di intervento 112 3.4. Descrizione dell'area di intervento. Dati catastali e urbanistici 116 3.4.1. Estratto del Regolamento Urbanistico 117 3.4.2. Inquadramento geologico e geomorfologico dell’area 118
3.5. Il clima 120
3.6. Il progetto della scuola 125
3.6.1. Scelta delle alternative compositive e di distribuzione planimetrica 125 3.6.2. Descrizione dettagliata del progetto 125 3.6.3. Accessi all'area e collegamenti con le infrastrutture esistenti 131 3.6.4. Dimensionamento e verifica dei requisiti minimi di fruibilità 132
3.6.5. Analisi funzionale 136
3.6.6. Gli utenti, le loro esigenze e gli spazi 139 3.6.7. Criteri pedagogici adottati nella progettazione 142 3.6.8. Il volume esterno dell'edificio 145 3.6.9. Aspetti distributivo/funzionali 146
3.6.10. L'importanza del colore nella progettazione 148 3.6.11. Gli spazi verdi di pertinenza alla scuola 150
3.6.12. Gli arredi 151
3.7. Elementi di bioclimatica del progetto 152
3.7.1. Il rapporto S/V 153
3.7.2. Ubicazione e orientamento 155 3.7.3. Guadagno solare diretto e schermature solari 157
3.7.3.1. Le sezioni 157
3.7.3.2. La sala delle attività libere e la sala mensa 158 3.7.3.3. La sala delle attività speciali 160 3.7.4. Raffrescamento tramite ventilazione naturale 160
3.7.4.1. L'effetto camino 161
3.7.4.2. Lo sfruttamento dei venti estivi 162
4. IL SISTEMA COSTRUTTIVO: IL LEGNO
4.1. Cenni introduttivi 165
4.2. Il legno e i materiali a base di legno 166
4.2.1. Il legno massiccio 166
4.2.2. Il legno lamellare incollato 167 4.2.3. I pannelli a base di legno 168 4.2.4. Pannelli di legno massiccio a strati incrociati: X-lam 168 4.3. Tipologie strutturali tradizionali in legno 170 4.3.1. Sistema costruttivo massiccio (Blockbau) 170 4.3.2. Sistema costruttivo ad ossatura portante di legno 171 4.3.3. Sistema costruttivo a traliccio di legno 172 4.3.4. Sistema costruttivo a intelaiatura di legno 173 4.3.5. Dalla struttura intelaiata all'X-lam 174
4.4. La tecnologia X-lam 176
4.5. Caratteristiche strutturali del X-lam 182 4.5.1. Solette in X-lam: l'elemento strutturale piastra 184 4.5.2. Pareti in X-lam: l’elemento strutturale lastra 184 4.5.3. L'edificio in X-lam: struttura portante e concezione spaziale 186 4.6. Immagini di vari edifici realizzati con la tecnologia X-lam 188
4.7. Caratteristiche strutturali e costruttive della scuola 189 4.7.1. La struttura in elevato dell'edificio e l'involucro edilizio 189 4.7.2. Fondazioni e piano di calpestio 191
5. CALCOLO DEL FABBISOGNO ENERGETICO
5.1. Verifiche delle prestazioni energetiche dell'edificio 193
5.2. Dati di progetto 198
5.3. Le procedure di calcolo per il fabbisogno energetico 200 5.3.1. I fabbisogni energetici per riscaldamento e raffrescamento 200 5.3.2. Calcolo delle trasmittanze U degli elementi di involucro 201 5.3.3. Domanda di energia primaria per climatizzazione 203 5.4. Verifiche termiche e igrometriche dell'involucro edilizio 206 5.4.1. Verifiche termo-igrometriche e pareti esterne 209
6. IMPIANTO FOTOVOLTAICO
6.1. L'effetto fotovoltaico: cenni 211
6.2. La conversione dell'energia solare in energia elettrica 213 6.3. Tipologie di celle fotovoltaiche 215 6.4. Dalla cella fotovoltaica al sistema 216
6.4.1. Il campo fotovoltaico 216
6.4.2. Il regolatore di carica 217
6.4.3. L'inverter 217
6.5. Le tipologie impiantistiche 218
6.5.1. Impianti isolati (stand-alone) 218 6.5.2. Impianti connessi con una rete elettrica 218
6.6. Scelta dei moduli fotovoltaici 219
6.6.1. Modulo fotovoltaico KD210GH-2P dell'azienda Kyocera 220
6.7. Disposizione dei moduli 222
6.8. Calcolo dell'energia prodotta dall'impianto fotovoltaico 222
6.9. Scelta dell'inverter 224
6.9.1. Dimensionamento dell'inverter 227 6.10. Schema dell'impianto fotovoltaico 231
7. VENTILAZIONE MECCANICA CONTROLLATA E POMPA DI
CALORE AD ARIA
7.1. Il terreno come sorgente termica 233 7.1.1. L'energia geotermica:origine e caratteristiche 233 7.1.2. Il terreno come scambiatore di calore 235 7.2. Impianto di Ventilazione Meccanica Controllata 245 7.2.1. Efficienza energetica e qualità dell'aria 245
7.2.2. Tipi di impianto VMC 250
7.2.2.1. Impianto di ventilazione meccanica a flusso semplice 252 7.2.2.2. Impianto di ventilazione meccanica a doppio flusso 256 7.2.3. Principio di funzionamento di uno scambiatore di calore
geotermico aria-suolo 259
7.2.4. Dimensionamento di uno scambiatore aria-suolo 261 7.2.5. Applicazioni di impianti VMC e pozzo canadese in edifici scolastici 265 7.2.5.1. Scuola materna Santa Cecilia a Colfosco, Treviso 265 7.3. Soluzione impiantistica VMC adottata per la scuola d'infanzia in progetto 267 7.3.1. Ventilazione Meccanica Controllata 267 7.3.2. Scambiatore geotermico aria-suolo 268 7.3.3. Osservazioni riguardo i dati ottenuti 278
7.4. Pompa di calore ad aria 283
7.4.1. Classificazione delle pompe di calore 283 7.4.2. Generalità delle pompe di calore elettriche a compressione 283 7.4.3. Le prestazioni energetiche di una pompa di calore elettrica 286
7.5. Solare termico 288
7.5.1. Tipologie di collettore solare e di impianto solare termico 288 7.5.2. La detrazione fiscale del 65%: lo sconto energia 290 7.6. Soluzione impiantistica adottata per il riscaldamento della scuola d'infanzia in
progetto: pompa di calore elettrica e pannelli solari 290 7.6.1. Pompa di calore elettrica ad aria 291
7.6.2. I collettori solari 293
7.6.3. Osservazioni e conclusioni sulla scelta impiantistica adottata 298 7.6.4. Conclusioni e certificazione energetica 307
