3.3 Casa a emissioni zero
Fig. 55 Schema di casa ad emissione zero
L’ espressione emissione zero114 si utilizza quando la trasformazione di energia, in qualsiasi suo aspetto, elettrico, meccanico, chimico, non produce emissioni dannose, come quella di CO2 che si crea con la
combustione.
Nella progettazione sostenibile i requisiti tecnici sono prioritari e influiscono in maniera decisiva sul progetto (forma) di architettura.
3.3.1 Case passive a emissione zero
1 Casa passiva a emissioni zero, Staplehurst, G.B, Arch. R. Hawkes, 2008
Crossway è la prima casa a emissioni zero del Regno Unito. Progettata per ospitare quattro persone, la struttura sorge a Staplehurst, nel Kent. Prototipo di abitazione del futuro, la nuova casa ecologica propone la
114
Fig. 56 La casa Crossway all’esterno
Fig. 57 Particolare dell’interno: la volta catalana
combinazione delle ultime tecnologie per il risparmio energetico con tecniche rivisitate risalenti al periodo medievale. (Figg. 56-57)
Autore nonché committente del progetto, l’architetto Richard Hawkes. Il progetto, al quale hanno partecipato anche alcuni architetti dell’Università di Cambridge, propone in particolare una tecnica di costruzione utilizzata per la prima volta in Spagna nel 1382, nota
come sistema a volta catalana (traduzione dell’espressione timbrel vault o Catalan vaulting). Si tratta di una copertura ad arco realizzata mediante più strati sovrapposti di mattoni in argilla incollati tra loro, con corsi di diverso orientamento, in modo da ottenere solidità senza bisogno di ulteriori strutture di sostegno: l’arco è pertanto elemento qualificativo e elemento tecnologico del progetto.
“La volta - spiega il Dr Micheal Ramage dell’Università di Cambdrige - assicura sufficiente robustezza strutturale evitando l’utilizzo di ulteriori materiali ad alto impatto ambientale come il cemento armato. Fornisce inoltre grande massa termica, consentendo all’edificio di conservare il calore, assorbire le fluttuazioni della temperatura, e riducendo il bisogno di un sistema centralizzato di riscaldamento o raffrescamento.”115
Col tempo la copertura di Crossway è diventata un vero e proprio tetto verde. Sulla superficie esterna dell’arco è stata spruzzata una schiuma isolante sulla quale sono stati applicati strati di ghiaia e terreno per la coltivazione di erba e piante.
Sulle fondazioni in eco-cemento poggiano una serie di scatole a struttura in legno, isolate con carta da giornale riciclata e rivestite in cedro. Ampie finestre a tripla lastra sul lato sud contribuiscono ad un maggiore riscaldamento dei lastroni di cemento. Oltre all’utilizzo di materiali locali, riciclabili e a basso impatto ambientale, Hawkes ha scelto inoltre di utilizzare innovazioni tecnologiche in tema di risparmio energetico: caldaia a biomassa, un sistema per l’accumulo termico, collettori solari ed un sistema di riciclo dell’acqua piovana. “L’edificio - spiega l’architetto - dimostra come il design contemporaneo possa qualificare i materiali locali e integrarne le nuove tecnologie per produrre case altamente sostenibili.”116
La casa mantiene la sua temperatura in quanto forma una grande massa termica che consente all’edificio di conservare il calore, di
115 in www.mircogiubilei.it
assorbire le fluttuazioni della temperatura riducendo il bisogno di un sistema centralizzato di riscaldamento o raffrescamento.
2 Casa passiva a emissioni zero, Watford, G.B., Arch. A. Schingler, 2008.
La Light House è stata realizzata all’interno dell’Innovation Park a Watford117, in Inghilterra. E’ il primo intervento in Inghilterra a emissioni zero ed ha ottenuto lo standard più elevato (livello 6) del Code for Sustainable Homes118. L’Innovation Park comprende una comunità di residenze dimostrative a basse emissioni, che sperimentano nuove strategie di design ecosostenibile. (Figg. 58-59)
Fig. 58 La Light House, l’edificio al centro, inserita nel quartiere
117 L’Innovation Park comprende una comunità di residenze dimostrative a basse
emissioni, che sperimentano nuove strategie di design ecosostenibile, in architetturaxcostruire.lacasagiusta.it
118 Il Code for Sustainable Homes (Codice per le Abitazioni Sostenibili) è un metodo
di valutazione ambientale per la valutazione e la certificazione delle prestazioni di nuove case in Inghilterra, Galles e Irlanda del Nord. Si tratta di una norma nazionale per l’utilizzo nella progettazione e nella costruzione di nuove case, al fine di favorire il miglioramento continuo nella costruzione di casa sostenibile.
Fig. 59 Il prospetto sulla strada
L’edificio è posizionato ad una latitudine di 51 gradi nord e vicino al mare; questo ha comportato una particolare attenzione per quanto riguarda il riscaldamento invernale. Durante il periodo estivo invece, essendo un clima mite, è stato necessario sviluppare sistemi in grado di fornire un moderato raffrescamento durante le ore più calde.
La presenza costante di nuvole rendono il luogo non particolarmente soleggiato e quindi l’installazione di impianti solari passivi era piuttosto problematica e non redditizia anche per la presenza di edifici in prossimità del sito di intervento.
L’edificio è orientato secondo l’asse longitudinale est-ovest con la copertura solare (l’unico punto in grado di ricevere un soleggiamento sufficiente) verso sud.
Per raggiungere adeguati livelli di autosufficienza energetica è necessario che l’edificio produca energia per il funzionamento degli
elettrodomestici, per l’illuminazione e per gli impianti attraverso un collettore solare e un sistema fotovoltaico che è stato collocato, per i motivi individuati in precedenza, in copertura.
In relazione a ciò, il progettista Alan Shingler afferma: “ Se non avessimo dovuto rispettare i criteri così stringenti per le emissioni zero, avremmo forse operato scelte diverse: ad esempio non avremmo orientato tutte le coperture verso il lato sud.”119 Questa affermazione rende solido un principio fondamentale che spesso ricorre nella progettazione sostenibile: i requisiti tecnici sono prioritari e influiscono in maniera decisiva sul progetto di architettura, anche stravolgendo le idee originarie.
Le facciate poste sui lati nord e sud presentano aperture minime che garantiscono una maggiore privacy in questo tipo di contesto caratterizzato dalla presenza di altri edifici. Il progetto della Light House è modulare e può essere adattato a diverse esigenze, come la richiesta di superfici maggiori per la volontà di inserire uffici, appartamenti separati o un autorimessa. Il modulo abitativo stesso è configurabile attraverso un sistema costituito da più unità abitative (bifamiliari) a schiera, a corte per eventuali interventi edilizi più consistenti.
La presenza non continua della radiazione solare ha necessitato una riduzione delle superfici vetrate e una particolare attenzione per quanto riguarda l’isolamento termico: questo consente di utilizzare il riscaldamento per soli quattro mesi all’anno. Le condizioni climatiche instabili, inoltre, hanno portato alla concezione di un sistema termico non basato solo sulla radiazione solare, ma un sistema ibrido che utilizza una modalità prevalentemente passiva per il raffrescamento e la ventilazione per l’estate e i periodi interstagionali e una modalità attiva per il riscaldamento e la ventilazione invernale.
Per questi motivi il posizionamento dei locali ha subito un adattamento specifico in relazione alle caratteristiche proprie del sito:
normalmente le camere da letto e i locali notte sono posizionati ai piani superiori, ma in questo caso, vista la bassa percentuale di superficie vetrata rispetto alla normativa vigente in Inghilterra, questi spazi sono stati collocati a piano terra. Quindi il piano terreno è caratterizzato dalla presenza di un locale di servizio, del bagno e di due camere da letto. La zona giorno del piano rialzato invece contiene la cucina e la sala da pranzo. Un soppalco posto più in alto domina lo spazio del soggiorno. In relazione al tipo di spazio sono state previste diversi tipi di aperture: per le camere le finestre sono poste nella parte alta per garantire privacy; nella cucina le finestre sono strette e alte mentre la zona pranzo gode di aperture panoramiche. Una serie di finestre posizionate sul lato ovest consente un flusso in ingresso di luce verso il meno luminoso nord. Tutti questi accorgimenti consentono di raggiungere livelli di esposizione luminosa naturale molto alti nonostante la radiazione non sia particolarmente intensa e continua. In copertura è collocato un sistema simile alla torre del vento in grado di veicolare internamente il vento e la brezza marina e, attraverso un dispositivo di riflessione, anche luce. E’ rivestita in legno di castagno, con un tetto della pendenza di 40 gradi.
3.3.2 Case attive a emissione zero
1 Casa attiva a emissioni zero, Udine, Gruppo Polo-Le Ville Plus, 2008.
Il Gruppo Polo-Le Ville Plus partecipa a Klimahouse 08120 presentando il progetto di ricerca Casa Zero Energy, una casa intelligente energeticamente autonoma, con un avanzato sistema integrato di gestione domotica, rispettosa dell’ambiente e ad altissimo comfort. (Figg. 60-61)
120 Klimahouse è la Fiera internazionale specializzata nell’efficienza energetica e
Fig. 60 Casa Zero Energy
Una casa particolarmente innovativa per il panorama italiano in quanto per prima utilizza in maniera integrata vari sistemi di approvvigionamento di energia pulita. Insieme al Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale dell’Università di Trento, sotto la guida attenta del Prof. Antonio Frattari, è in corso lo sviluppo della domotica dedicata al progetto casa Zero Energy che gestisce in maniera integrata tutte le funzioni della casa, un sistema particolarmente innovativo.
Per quanto riguarda l’aspetto scientifico di questo progetto, ciò che risulta particolarmente interessante ed innovativo è l’autosufficienza energetica grazie ai pannelli integrati solari e fotovoltaici, il sistema geotermico e minieolico dei sistemi raffrescanti e riscaldanti a pavimento, la caldaia a pellets ad alto rendimento integrata con il sistema di riscaldamento, il sistema domotico per la gestione ottimale del comfort, della sicurezza, della gestione integrata e degli impianti tecnologici.
2 Casa attiva a emissioni zero a Chicago, U.S.A., Studio Farr Associates, 2010.
Il sindaco di Chicago, Richard M. Daley121, ha un obiettivo: rendere la sua città tra le più ecologiche degli Stati Uniti. Ovviamente, per riuscire a raggiungere questo traguardo, il primo cittadino ha richiesto l’aiuto di tutti gli abitanti e qualcuno ha risposto positivamente.
Si tratta del farmacista Michael Yannell, il quale ha contattato lo studio di architettura Farr Associates122 per progettare la sua casa sostenibile. L’edificio, capace di produrre più energia di quanto ne consumi, integra al suo interno diversi sistemi altamente efficienti e diverse tecnologie rinnovabili. (Figg. 62-63)
121
Richard M. Daley è stato sindaco di Chicago dal 1989 al 2011.
122 Farr Associates: studio di Chicago particolarmente attento ai temi di architettura
Fig. 62 Le case a emissione zero con il tetto a farfalla
L’edificio è composto da due ali, collegate da un atrio centrale, al cui interno sono presenti cucina, sala da pranzo, camere, sala della musica e uffici. Per sfruttare al meglio la luce solare, il team di progettazione ha concepito un sistema fotovoltaico (48 pannelli) da 10 kW esposto in direzione est-ovest che produce 11.500 kWh all’anno. Grazie all’ausilio di pannelli solari termici viene poi prodotta tutta l’acqua calda sanitaria necessaria; il calore in eccesso viene travasato nel pozzo geotermico. L’esterno è, invece, rifinito con una combinazione di cedro e fibrocemento.
Bibliografia
L. Siragusa, L’energia del sole e dell’aria come generatrice di forme
architettoniche, CLEUP Ed., Padova, 2009
Siti web www.corriere.it_ambiente gogreen.virgilio.it www.yeslife.it casaeclima.com www.marbleandmore.com www.levilleplus.eu en.wikipedia.org vocearancio.ingdirect.it www.lavorincasa.it www.mircogiubilei.it www.genitronsviluppo.com/architettura sostenibile architetturaxcostruire.lacasagiusta.it www.bcasa.it archinfo.it
