Struttura e funzionalità dell'edificio

Il progetto di un edificio formativo in grado di integrare le funzioni di scuola materna e micronido ha partecipato a un concorso bandito dal Comune di Cazzago, in provincia di Brescia. Il lavoro è interessante come concept per spazi di questo tipo del tutto carenti in Italia e invece molto importanti dal punto di vista formativo e sociale. Poter beneficiare di spazi di questo tipo aiuta i più piccoli a formarsi psico-fisicamente e i genitori a conservare la propria autonomia lavorativa e relazionale.

L’edificio è composto da una serie di volumi giustapposti che hanno il duplice scopo di risolvere al meglio la funzionalità degli spazi e la leggibilità delle funzioni incluse. L’avvicinamento ad esso consente un’istantanea identificazione degli accessi, degli spazi d’uso, della loro relazione con gli spazi esterni verdi.
La disarticolazione dei volumi è risolta con un’evidenza e una praticabilità spaziale molto consistente attraverso un ampio atrio, che si comporta come una piazza centrale, coperto da una struttura a ventaglio che raccoglie tutte le funzioni della scuola per l’infanzia, come fosse il fulcro catalizzatore di questa comunità didattica.
Il percorso di collegamento e le aule sono invece ospitati in una stecca che vertebra il progetto, su cui insiste anche il volume del micronido.
La copertura dello spazio centrale principale prevede uno schema di travi lamellari convergenti su un pilastro reticolare-diagrid in acciaio che, come un grande albero artificiale, sorregge la chioma del tetto in cui si aprono le finestre per tetti VELUX, dando la sensazione di una chioma verde. Vista dal basso la struttura evoca la grande quercia che verrà piantata nel giardino esterno e sarà invece fruibile nei mesi più caldi, il luogo della tranquillità all’aperto e dell’incontro, dove i bimbi si raccoglieranno ad ascoltare fiabe e racconti, sotto l’abbraccio rassicurante del grande albero. In inverno questa funzione di incontro sociale avverrà invece sotto la struttura dell’albero di luce prima descritto.
È importante dare il giusto valore alla forma, oltre che alla dimensione, del componente architettonico-ambientale centrale connotato all’esterno da un volume a tamburo quasi toroidale, rivestito in lamine di zinco. Entrando, lo spazio è caratterizzato da una leggera rampa semicircolare (con pendenza inferiore al 5%, come da normativa) che dalla zona di accesso percorre tutto il lato settentrionale della piazza interna, fino ad una quota di 2,20 m che corrisponde alla sopraelevazione degli uffici direzionali e amministrativi, inclusi nei supporti delle due componenti del plesso scolastico. Questi sono accessibili da un ballatoio parallelo alla rampa di salita, che si affaccia sulla piazza stessa come elemento di contatto visivo e di controllo.

Aule, laboratori e spazi pubblici

Tutta la fascia sud dell’edificio è occupata dalle 7 aule (36 mq ciascuna), dai laboratori, uno per ogni coppia di aule con relativi depositi, e dai nuclei servizi che emergono dal corpo rettilineo, verso sud, come degli spazi d’uso esaltati anche nella loro soluzione tecnologica.
Questa disposizione consente di formare degli spazi protetti esterni e pavimentati (deck), con doghe lignee che ricordano il ponte di una nave e sui quali i bimbi possono svolgere attività all’aperto durante le stagioni più belle. Tutta la facciata sud, compresi i deck, viene protetta da un’ampia pensilina, con funzione di pergola e frangisole, costituita da telai metallici e lamelle in legno che regolano quanto più possibile la radiazione solare estiva ed invernale. Inoltre, le aperture delle aule vengono protette da tende a rullo esterne semi-trasparenti, tali da ombreggiare gli spazi interni, senza occludere la vista del giardino. Gli spogliatoi delle aule sono inseriti negli spazi interstiziali dedicati ai laboratori d’aula. Sulle coperture inclinate sono disposti pannelli solari termici integrati nella forma dell’edificio e orientati a sud.
Questa fascia propriamente didattica viene separata da un’asse longitudinale che connette le due unità scolastiche creando un passaggio collegato ai due relativi ingressi, definendo quindi anche all’interno la composizione tipologica della scuola. L’effetto dall’esterno è che il connettore evochi un treno, ma anche nelle due estremità, che si aprono grazie a pensiline molto dinamiche, l’immagine delle proboscidi di un elefante, sorrette debitamente da pilastri a “v” in acciaio (le zanne, appunto).
Nella fascia nord si prevedono, da ovest a est, gli spazi pubblici di pranzo-ricreazione, i laboratori specializzati, dormitori per un totale di 125 materassini, i servizi di accesso supplementari (spazio per i bidelli, spogliatoi, infermeria). L’infermeria comunica direttamente con la strada esterna e quindi facilita l’eventuale avvicinamento di un’ambulanza. I dormitori rappresentano notoriamente spazi sottoutilizzati. Per questo si è deciso di dotarli di depositi e rendere quindi lo spazio variabile a piacimento così da consentire una specializzazione in laboratori ideali per scuola materna: laboratorio di psicomotricità, laboratorio audiovisivi e laboratorio musica e danza. Le pareti previste sono flessibili in modo da aumentare la variazione di questi spazi. È inoltre previsto uno spazio per la cucina con servizio igienico dedicato.

Cucina, biblioteca e micronido

Nella zona centrale della piazza interna si colloca, in contiguità alla cucina, l’area pranzo che risulta in comunicazione visiva con essa. Quest’area ha sia la funzione di aprire, verso l’esterno, la vista dallo spazio interno di ricreazione, sia di accedere a funzioni didattiche che si svolgono all’esterno (orti tematici, architetture verdi, frutteto, percorso tematico dei colori e dei profumi, ecc.). Lo spazio mensa, o spazio attività libere, ha anche la caratteristica di servire (al fuori dagli orari dedicati ai pasti) l’uso di un’ulteriore laboratorio di pittura. La parte al di sotto della rampa viene attrezzata con scaffalature e può essere usata come deposito del laboratorio stesso.
La biblioteca è a disposizione sia dei bambini che degli educatori, pertanto è attrezzata con i tavolini della mensa anche per la funzione della lettura, ma è diffusa in tutto lo spazio centrale facendo ricorso ad appositi contenitori. Infine l’area settentrionale viene completata da una serie di locali tecnici, sottostanti gli uffici sopraelevati di cui si è detto, con accesso dall’esterno ad un livello di circa -1.30 m rispetto al piano di campagna.
L’ultimo settore della scuola, separato sia come accesso che come connessioni interne, è costituito dal Micro-nido in cui è previsto uno spazio per i più piccoli, un’aula per i bambini più cresciuti con relativo spazio di laboratorio-gioco e i locali di servizio e l’accoglienza con lo spogliatoio, connessa a un’aula per incontri con i genitori e alla segreteria.

Materiali di finitura esterna, pavimenti e rivestimenti

Per quanto riguarda il trattamento delle superfici di finitura sia interna che esterna e la scelta dei colori, si è tenuto in grande considerazione il modello percettivo naturale e le sue caratteristiche di ”affordance”, cioè l’immediatezza delle cose; in questo caso degli spazi, dei volumi e delle superfici. Questo serve per comunicare le funzioni attraverso la variabilità cromatica, i gradienti, le tessiture, la salienza e la luminanza.
La diversificazione dei materiali di finitura esterna, cotto, zinco-titanio, fibrocemento, vetro, legno, evidenzia ulteriormente la variabilità che si trova in natura. L’edificio risulta così essere stimolante, amichevole e al tempo stesso educa i suoi piccoli fruitori alla molteplicità dei materiali, come avviene in natura. L’educazione dei piccoli attraverso lo spazio e il rispetto della natura è suffragata anche dalla possibilità, in futuro, di equipaggiare la copertura rivolta a sud con pannelli solari fotovoltaici oltre ai previsti pannelli solari termici.
All’interno i pavimenti previsti sono rivestiti in gomma naturale atossica (spessore 3 mm di cui 2mm sottostanti ottenuti da lavorazioni di gomma riciclata): la ricchezza della scelta cromatica e dei decori hanno permesso di evidenziare percorsi e funzioni con l’allegria che deve caratterizzare un luogo dedicato ai bambini. Anche sulle pareti potranno essere previste decorazioni che aiutano il fruitore a distinguere le varie funzioni e gli arredi si armonizzeranno alle scelte cromatiche delle finiture degli interni.

Architettura sostenibile ad alta efficienza

La filosofia dell’intervento è fortemente ispirata ai principi dell’architettura sostenibile ad alta efficienza energetica con grande ricorso alla prefabbricazione e all’industrializzazione del processo costruttivo, che consente notevole velocità di realizzazione.
Grande attenzione, è stata data:

  • all’analisi del clima locale;
  • all’utilizzo di una forma ottimizzata;
  • a un efficace isolamento;
  • a un uso passivo e attivo dell’energia solare;
  • all’impiego di soluzioni impiantistiche ad alto rendimento;
  • all’impiego di materiali in gran parte riciclabili o riutilizzabili e facilmente smontabili all’occorrenza.

Comfort interno e stratificazione a secco

L’edificio è progettato in modo da garantire in maniera naturale un elevato comfort ambientale, indirizzando flussi di aria mediante gradienti termici.
Un elemento che caratterizza l’intervento è l’atrio a tutta altezza della zona di ingresso, definito da un tamburo iperisolato rivolto a nord, rivestito in zinco-titanio e culminante in sommità con una copertura la cui struttura è in legno lamellare a vista. La struttura portante dell’edificio è però in generale carpenteria d’acciaio laminato in profili commerciali. I solai sono in tipologia mista con lamiera metallica collaborante con calcestruzzo armato, dotati pertanto di una buona inerzia termica necessaria per sfasare e attenuare l’apporto termico dell’ambiente e mantenere l’edificio con un clima confortevole.
L’importanza del fronte Sud, su cui insistono le aule, è ulteriormente rafforzata dalla presenza di frangisole in legno e metallo su cui può salire vegetazione rampicante. Particolare cura è stata data allo studio degli involucri, sia verticali che orizzontali (copertura e solaio a terra) che prevedono la presenza di importanti spessori di isolamento con fini sia acustici che termici. La tecnologia è tipica della costruzione stratificata a secco iper-isolata. Per quanto riguarda le chiusure verticali sono infatti previsti dall’esterno verso l’interno:

  • elementi di involucro esterno (tavelle in cotto, zinco-titanio, lastre in fibrocemento ecologico) con strato di ventilazione retrostante o pannelli metallici sandwich coibentati (80 mm) nei locali bagno a Sud;
  • 40 mm di lana di legno con effetto di sfasamento termico;
  • 20 mm pannello di OSB in legno a fibre orientate su supporti in acciaio trattato con aluzinc;
  • materassini in lana di roccia (2X100 mm), 60 mm di isolante soffice fonoassorbente in fibre di poliestere riciclato;
  • contropareti interne su struttura metallica zincata con due lastre di gesso rivestito sul lato a vista complete di barriera al vapore, stuccate e tinteggiate, in grado di fornire ottime performances acustiche, igrometriche ed estetiche.

Per quanto riguarda le coperture si tratta della medesima tecnologia: pannelli metallici sandwich coibentati e grecati (sp. 80 mm nella porzione non grecata) che funzionano da supporto all’assito, su cui viene disposto un telo traspirante, che accoglie il manto di copertura metallico. Le greche del pannello sandwich creano nella copertura, retta da arcarecci lignei nel grande atrio e metallici nelle porzioni più ordinarie, uno strato per la ventilazione necessaria ad impedire il surriscaldamento del tetto; un ulteriore strato di lana minerale (spessore 100 mm) e uno strato da 60 mm in fibre di poliestere ecologico riciclato migliorano l’isolamento termo-acustico; il controsoffitto in gesso rivestito, oppure contenente Zeolite tipo Knauf-Cleaneo, costituisce infine la finitura interna del sistema copertura. Le porzioni coperte con tetto verde (Micro-nido, laboratori a nord e servizi igienici a sud) consentono un perfetto controllo termico delle zone con tetto piano e rallentano il carico idraulico in rete nei periodi di pioggia. I solai verso terra vengono coibentati con strati di isolante ad alta densità in pannelli rigidi di vetro cellulare in grado di fornire ottimi valori di isolamento e scongiurare qualsiasi tipo di risalita capillare.

Impianti e sostenibilità ambientale

Il sistema impiantistico è basato su principi di sostenibilità e di bioarchitettura ed è mirato alla valorizzazione delle fonti di energia rinnovabili, al risparmio energetico e alla massima flessibilità.
Gli impianti previsti mirano al massimo comfort ambientale grazie alla configurazione architettonica degli edifici che garantisce il massimo sfruttamento dell’energia solare ed una ventilazione il più possibile naturale. I vetri, montati su telai a taglio termico, saranno multicamera con cavità contenente gas a bassa conduttività (Argon o Kripton). Per le porzioni didattiche si prevede un impianto di riscaldamento a pavimento con pannelli radianti funzionanti a bassa temperatura e in grado di ottenere un comfort ottimale. E’ stato inoltre previsto un sistema di ricambio d’aria forzato mediante UTA con filtri a sacco e con recuperatori di calore a flussi incrociati, del tipo a grande efficienza, per il controllo, oltre che della temperatura, dell’umidità e della qualità dell’aria. Nella stagione calda, all’impianto di ventilazione forzata sarà affidata la deumidificazione dell’aria per garantire un primo raffrescamento e l’asportazione di parte del calore latente.
Per gli uffici direzionali si prevede un impianto a ventilconvettori incassati a parete in grado di garantire il riscaldamento invernale e il raffrescamento estivo, oltre al sistema di ricambio d’aria forzato con recuperatore di calore entalpico.
L’acqua calda necessaria nel periodo invernale sarà prodotta alla temperatura di 45-50°C da una pompa di calore acqua-aria ad alta efficienza, mentre quella fredda necessaria nel periodo estivo sarà ottenuta dalla stessa pompa di calore (alla temperatura di 7°C) tramite l’inversione di ciclo.
La pompa di calore sarà dimensionata anche per il possibile futuro inserimento di macchine per il raffrescamento di tutto l’edificio. La produzione di acqua calda sanitaria sarà ottenuta per il 50 % da pannelli solari del tipo sottovuoto e per il rimanente dalla pompa di calore. Il sistema farà capo ad un serbatoio di accumulo ed un idoneo bollitore.
Al fine di ridurre il consumo di acqua potabile si prevede l’adozione di dispositivi per la regolazione del flusso di acqua dalle cassette di scarico dei servizi igienici. Si prevede infine, l’utilizzo delle acque meteoriche, raccolte dalle coperture degli edifici, per l’irrigazione del verde pertinenziale, la pulizia dei passaggi e così via.

La classificazione energetica dell'edificio

Le chiusure sono caratterizzate da bassi valori di trasmissione termica (copertura K = 0,20 W/m2°K; pavimento su terreno K = 0,12 W/m2°K, muratura perimetrale K = 0,10 W/m2°K, vetrate comprensive di infissi K = 1,1 W/m2°K, fattore solare vetri G = 0,54). Si ipotizza la presenza contemporanea di 160 persone (bambini + docenti + addetti). Per cui i ricambi d’aria sono stati calcolati secondo il DGR 5018/2007 della regione Lombardia e successive modifiche ed integrazioni. E si prevede una UTA in grado di garantire il ricambio d’aria previsto dalla normativa per edifici adibiti ad attività scolastiche (21,6 m3/h per persona) x 160 persone = 3.456 m3/h. La simulazione della classificazione energetica, come previsto dalla metodologia della Regione Lombardia (DGR N° 8/5773 del 31/10/07) attesta l’edificio in Classe “B”. Il possibile futuro inserimento di un impianto fotovoltaico a celle policristalline con una superficie captante di circa 75 m2 orientata a SUD con inclinazione 30° permetterà di certificare la struttura in classe “A” Cened.
L’alimentazione elettrica sarà derivata dagli impianti dell’ente fornitore da scegliersi tra quelli che garantiscono la produzione mediante fonti rinnovabili; un eventuale sistema di pannelli fotovoltaici posizionato sulle coperture della struttura, produrrà energia elettrica utilizzata direttamente dal sistema o, nel caso di esubero rispetto al fabbisogno, immessa nella rete pubblica in conto energia.
L’illuminazione sfrutterà nella massima misura la luce naturale sia tramite finestre, sia mediante pozzi di luce zenitale. L’impianto di illuminazione artificiale utilizzerà corpi illuminanti adatti a lampade a basso consumo energetico del tipo “A” e “B” secondo la direttiva 98/11/CE e alla disposizione che regola l’identificazione dei consumi di energia (Decreto 26.11.1999). Tutti i corpi illuminanti saranno dotati di reattori elettronici comandati da sistema di building automation in grado di garantire l’ottimizzazione del flusso luminoso in funzione del flusso luminoso naturale. L’illuminazione di sicurezza sarà realizzata mediante gruppi accumulatori/inverter con sistema di auto diagnosi in grado di programmare cicli automatici di scarica/carica e monitorare lo stato degli accumulatori.
In conclusione possiamo dire che questo studio progettuale rappresenta un’importante sintesi di ricerca e nuova proposizione di strategie di design per spazi ad alta efficienza energetica e confort dedicati alla formazione dei più piccoli. Investire nel loro futuro è anche dargli oggi gli spazi e gli ambienti necessari per apprendere in modo armonico e libero gli strumenti che li aiuteranno a crescere e ad essere cittadini coscienti e solidali.

Team di progetto

Progettazione architettonica e tecnologica: Ettore Zambelli con Atelier2
Team di progetto: Valentina Gallotti, Marco Imperadori, Paola Trivini, Fabio Prada, Salvatore Musarò, Simone Saruggia, Stefano Valente, Marco Clozza
Consulenza tecnica: Matteo Brasca
Impianti: Studio Zani – Bresciaprogetti

AUTORE
Narghes Doust

Narghes Doust
Ingegnere Edile - Architetto. Dottoranda in Ingeneria dei Sistemi Edilizi presso il Dipartimento ...
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