La progettazione di un nuovo edificio sostenibile scolastico e museale

A Villa d’Almè, la progettazione della nuova scuola media inferiore e del museo civico di scienze naturali con l’impiego di sistemi e tecnologie per il risparmio energetico. Il complesso ospita la scuola media per 300 alunni con laboratori di informatica, arte, musica, lingue straniere e scienze, una mensa per 100 alunni, un auditorium, una palestra polivalente e il museo civico di scienze naturali.

Il progetto affronta le soluzioni architettoniche, ingegneristiche ed impiantistiche per la progettazione di un nuovo edificio sostenibile che comprende:
- scuola media per 300 alunni con laboratori di informatica, arte, musica, lingue straniere, scienze;
- una mensa per 100 alunni;
- un auditorium;
- una palestra polivalente usufruibile anche per attività sportive esterne alla scuola;
- il museo civico di scienze naturali.
Il progetto è risultato vincitore del premio indetto da Politecnico di Milano e Kiwanis International per la miglior tesi su temi connessi alle fonti di energia rinnovabili e risparmio energetico nell’edilizia scolastica e in generale nell’edilizia pubblica progettata per le piccole comunità.
L’edificio è stato concepito come l’unione di 3 diversi corpi a due livelli di quota differenti, dovuta alla morfologia del terreno a terrazzamento: il museo, posto a livello -6 m dal piano zero, il corpo scuola diviso in ali di due piani a livello zero e la palestra annessa alla scuola.
Obiettivi principali del progetto sono: l’integrazione urbanistica dell’edificio con il tessuto esistente, lo sviluppo del verde tematico, le tecnologie prestazionali, il risparmio energetico e la gestione del massimo comfort termico, acustico e illuminotecnico.
Come tecnologia costruttiva si è optato per l’utilizzo del sistema S/R (Struttura Rivestimento) che permette di assemblare diversi materiali, garantendo un adeguato controllo termico, acustico ed energetico, indispensabili per il comfort ambientale.
Anche le condizioni di luce, l’esposizione di una facciata, la direzione del vento, sono aspetti da considerare nell’affrontare un progetto, sia di nuova costruzione che di recupero di un edificio esistente. Il lato estetico e funzionale degli edifici deve sempre essere legato al lato etico dell’utilizzo responsabile dell’energia, considerando che un’architettura sostenibile non può essere esteticamente insostenibile. L’aspetto illuminotecnico è poi fondamentale sia per il risparmio energetico che per il comfort abitativo.

Orientamento dell'edificio e strategie per il risparmio energetico

Nella fase progettuale, si è cercato di sfruttare al meglio le risorse disponibili, ricorrendo in particolar modo all’utilizzo di fonti rinnovabili.
La copertura del museo con i pannelli fotovoltaici e le aule della scuola con i sistemi frangisole fissi
Alcune semplici scelte progettuali sull’orientamento dell’edificio, la disposizione delle aperture vetrate, la collocazione di schermature solari o elementi captanti giocano un ruolo importante ai fini della sostenibilità, in quanto permettono di sfruttare al meglio una risorsa gratuita e rinnovabile come quella solare.
Una progettazione attenta permette inoltre di sfruttare, oltre alla luce del sole, anche la ventilazione naturale, garantendo un abbassamento della temperatura interna e il ricircolo dell’aria satura, senza l’ausilio di macchinari energivori.
L’edificio scolastico è costituito da vari ambienti con diverse funzioni e destinazioni d’uso, oltre a diversi bisogni visivi. Le 12 aule d’insegnamento, poste su due piani, sono illuminate dall’esterno tramite ampie vetrate poste a Sud, opportunamente ombreggiate da sistemi di frangisole fissi, per evitare abbagliamenti.
Così facendo, nei mesi invernali, in cui il sole è basso e debole, la luce solare penetra all’interno, favorendo un maggior riscaldamento dell’ambiente, mentre nei mesi più caldi si attivano i frangisole che trattengono gran parte dei raggi luminosi.
La ventilazione è invece generata dalla presenza di aperture a Nord, contrapposte a quelle Sud. Importante è anche la presenza del cortile interno che tramite aperture nelle due ali dell’edificio, tende a risucchiare l’aria, generando un movimento ascensionale.
La scelta di collocare il giardino d’inverno, come cuore dell’edificio, offre la possibilità di avere un’area verde all’interno dell’edificio. Oltre a questa motivazione funzionale, ve n’è un’altra progettuale, energetica: gli alberi a foglia caduca permettono, insieme ai frangisole, di avere un certo ombreggiamento nella stagione estiva, e maggior esposizione nella stagione invernale.

Impianti e nuove tecnologie

La volontà di realizzare un edificio che rispetti i concetti di ecosostenibilità e di risparmio energetico ha portato all’adozione di soluzioni innovative anche dal punto di vista impiantistico e tecnologico:
- Pannelli fotovoltaici sulle coperture inclinate e film fotovoltaici sugli shades di copertura della palestra, che permettono una copertura totale del fabbisogno dell’edificio;
- Pannelli solari con tubi sottovuoto, per l’acqua calda sanitaria e parte del riscaldamento;
- Recupero dell’acqua piovana per l’irrigazione dei giardini, lo scarico dei wc e le pulizie;
- Illuminazione artificiale con sensori di presenza e di luminosità con lampade a LED, a basso consumo ma elevati rendimenti ed efficienza.

Uso della luce zenitale e comfort visivo

La quantità di luce in un ambiente deve essere abbastanza da permettere di svolgere delle determinate attività (comfort visivo), ma non troppa o diretta da causare abbagliamento o altri effetti indesiderati.
Per questo motivo è necessario calcolare già in fase di progetto, la quantità di luce massima e minima in un ambiente in base alle attività principali che esso dovrà accogliere.
La salute e il benessere degli occupanti insieme alla loro produttività sono strettamente legati alla buona illuminazione dell’ambiente in cui si trovano.
Nel caso specifico, in spazi più ampi, come la sala espositiva del museo, la palestra e le aree comuni della scuola (corridoi, mensa e biblioteca), si è sfruttata per lo più la luce zenitale proveniente dalle finestre per tetti, diretta e più uniforme rispetto quella proveniente dalle normali finestre verticali.

Inserimento di finestre per tetti e cupolini in copertura

Nel progetto sono stati utilizzate diverse tipologie di finestre per tetti: sulle coperture inclinate della zona servizi (mensa, biblioteca, segreteria, aule professori) sono state installate finestre per ne size-medium wp-image-647″ title=”complessotetti VELUX, mentre sul tetto piano delle aule sono stati inseriti numerosi cupolini VELUX.
Il controllo ottimale della luce e del calore che passa dalle finestre per tetti è effettuato con l’abbinamento di una tenda oscurante interna (rotolante, che riduce il bagliore e tinge sottilmente la luce entrante) e di una parasole esterna. Per le finestre per il tetto piano sono state previste delle tende plissettate elettriche.
Nella zona museo, in cui è richiesto un adeguato livello di illuminamento, in modo da evitare il deterioramento degli oggetti esposti e garantire comunque una buona visione, le finestre per tetti sono stato opportunamente munite di tende a rullo per l’oscuramento e di reflettori. I reflettori sono composti da elementi prepiegati in legno stratificato, con un foglio di alluminio sulla superficie superiore, per aumentare il potere di riflessione. La loro forma permette una maggiore riflessione della luce proveniente dalle finestre sul tetto poste sopra di essi.

AUTORE
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Marta Parlascino e Cristina Rota
Laureati presso il Politecnico di Milano, corso di Progettazione e Innovazione Tecnologica tenuto ...
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