Realizzazione di un complesso museale ad alta efficienza energetica

Realizzazione del museo di Seoul e applicazione della tecnologia Struttura Rivestimento

Lo studio in oggetto è frutto di un’importante sinergia fra Università e Industria Edilizia e tratta dell’innovazione di processo e di prodotto edilizio applicata all’architettura. Si tratta nello specifico della realizzazione del complesso che ospita il museo di Arte Contemporanea di Seoul. L’innovazione maggiore prevede l’utilizzo di materiali a cambiamento di fase come sistema di accumulo. Tutto l’intervento prevede anche l’applicazione delle tecnologie Struttura e Rivestimento che consentono rapidità esecutiva, risparmio energetico e iper-isolamento.

Il progetto architettonico prevede la realizzazione del Museo di Arte Contemporanea di Seoul. Si tratta di un sito di grande valore poiché si colloca nell’antico quartiere “Buckon”, da 600 anni cuore di Seoul, che sorge in prossimità del Palazzo Imperiale “Gyeongbokgung” e della Biblioteca Nazionale.
Nel dettaglio, l’intervento prevede la realizzazione di 15.000 mq divisi tra area ricettiva, uffici amministrativi, aree espositive permanenti e temporanee, sala conferenza, punti di ristoro, centro ricerca e sei unità abitative con atelier per artisti. In particolare l’attenzione si è concentrata sullo studio delle residenze e degli atelier per artisti, creando un piccolo gioiello tecnologico. Tutto l’intervento prevede l’applicazione delle tecnologie S/R (Struttura e Rivestimento) che consentono semplicità e rapidità esecutiva, utilizzo di materiali innovativi, risparmio energetico e iper-isolamento. L’area museale prevede una macro-struttura modulare esterna in metallo, mentre la stecca di atelier+residenze presenta una più canonica struttura metallica con pilastri HEB140, travi IPE280 e solaio completamente a secco. Le facciate degli edifici, nelle porzioni opache, sono ventilate e costituite da una stratigrafia che prevede l’impiego di pannelli sandwich grecati e finitura con doghe di legno oppure finitura metallica, rame e acciaio. Inoltre, sono state applicate tecnologie consolidate quali il fotovoltaico, il solare termico e il recupero delle acque piovane.

L'uso dei PCM: materiali a cambiamento di fase

L’innovazione maggiore prevede l’utilizzo nelle residenze e atelier di materiali a cambiamento di fase come sistema di accumulo. In particolare è stata portata a termine un’esperienza di progettazione integrata con l’industria, attraverso consulenze in fase di progetto e campagne sperimentali. L’obiettivo del progetto è la definizione di architetture sostenibili ad alta efficienza energetica con l’introduzione di innovazioni di processo edilizio per trasferimento di tecnologia. Nello specifico si è studiata l’interazione di materiali a cambiamento di stato di fase (PCM) con membrane leggere e trasparenti (come per esempio l’ETFE o il normale polietilene). Si è quindi verificato, sia teoricamente che sperimentalmente, il contributo di inerzia termica artificiale programmabile e di stoccaggio di effetto termico “serra” in involucri a membrana leggeri e traslucidi, sia per impieghi civili che agricoli.

La copertura, il vero gioiello tecnologico

Nel progetto la copertura diviene il vero gioiello tecnologico, prendendo il nome di box energetico. In copertura troviamo una fascia di fotovoltaico collegato all’impianto di film radiante a pavimento, una serie di finestre per tetti elettriche VELUX, pensate per la ventilazione del box energetico. Una porzione di copertura è formata da cuscinetti di ETFE che consentono una buona trasparenza, un basso coefficiente di trasmissione termica e un ottimo effetto serra nel “box energetico”; infine la copertura presenta una porzione opaca iper-isolata con finitura in rame passivato. Sotto la copertura, in corrispondenza della zona trasparente, è stato posizionato uno strato di vetro con buona trasparenza e basso coefficiente di trasmissione termica, in modo da isolare il box energetico dall’interno dell’edificio ed evitare dispersioni o surriscaldamento in condizioni di forti delta termici. In questo modo otteniamo un’ottima luce zenitale diffusa dai vari strati di vetro e ETFE. Inoltre, all’interno del box, sono stati posizionati due sistemi automatici per portoni sezionali opportunamente modificati che consentono la movimentazione di trapunte di materiale plastico trasparente contenente PCM, materiali a cambiamento di fase che hanno la capacità di grande accumulo di energia e di sfruttamento del calore latente durante il cambiamento di fase solido-gel. Queste trapunte presentano un’ottima trasparenza così come il PCM in fase gel e quindi non alterano di molto la luce zenitale.

I PCM applicati al box energetico

Questi materiali vengono utilizzati all’interno dell’edificio con una duplice strategia. Durante il periodo estivo diurno la coperta viene posizionata all’interno dell’edificio, nella parete vetrata che separa la residenza dall’atelier; in questo modo i PCM, sciogliendosi, accumulano il calore in eccesso delle ore più calde. La notte la coperta viene movimentata in copertura all’interno del box e, grazie alla ventilazione naturale creata dalle finestre per tetti elettriche VELUX aperte appositamente, i PCM possono disperdere il calore e tornare allo stato solido, pronti per la giornata successiva. Nel periodo invernale il processo è opposto. Di giorno la coperta resta nel box energetico e grazie all’effetto serra che si forma i PCM si sciolgono accumulando calore. Di giorno la coperta viene movimentata all’interno della parete vetrata interna all’edificio e così i PCM rilasciano il calore accumulato durante il giorno. L’intenso programma di progettazione e ricerca ha anche introdotto delle innovazioni di prodotto connesse allo sviluppo di elementi mobili a tenda, oltre all’impostazione di un box per lo stoccaggio dell’energia in surplus nel caso delle serre, tuttora oggetto di studio da parte delle industrie del settore.

AUTORE
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Abbadini Paolo e Beati Emanuele
Laureati presso il Politecnico di Milano, corso di Progettazione e Innovazione Tecnologica tenuto ...
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