Architettura e progettazione di un edificio bioclimatico

Biome è un padiglione pensato per l’EXPO di Milano del 2015. Il progetto si propone come esempio di architettura responsabile in cui la scenograficità, importante nell’ambito espositivo, non obbliga a rinunciare a una corretta concezione bioclimatica.

Biome é un padiglione pensato per l’EXPO di Milano del 2015.
“Nutrire il pianeta, energia per la vita” é il motto di questa Esposizione Universale che invita alla riflessione sulla nutrizione come tassello fondamentale per uno sviluppo sostenibile.
In tale contesto il padiglione esalta l’ecosistema nel suo funzionamento e nell’equilibrio tra gli elementi che lo compongono.
Esso rappresenta uno spaccato del pianeta in cui gli elementi naturali – nuvole, alberi, acqua, … – sono raggruppati in tre livelli: il sottosuolo, la superficie terrestre e l’atmosfera.
Formalmente l’edificio gioca sul contrasto tra scatola e onda, tra antropico e organico. Il mero formalismo viene però evitato poiché gli spazi che si creano sono parte viva dell’intero allestimento.
Il padiglione si configura come un’esperienza sensoriale che poggia la comunicazione del messaggio più sull’aspetto emozionale che su un’impostazione espositiva didascalica.
Questo si traduce in un percorso fluido e mono direzionale in una progressiva scoperta degli elementi naturali: partendo dal ventre terrestre per salire progressivamente verso la cima della montagna.

Un esempio di architettura responsabile a basso consumo energetico

Coerentemente con il messaggio che si vuole trasmettere, il progetto si propone come esempio di architettura responsabile in cui la scenograficità, così importante per un padiglione espositivo, non obbliga a rinunciare a una corretta concezione bioclimatica.
Essendo l’Expo un evento che si svolge nella stagione estiva, il controllo degli apporti solari gioca un ruolo chiave ed imprescindibile.
L’edificio sfrutta principi base come la ventilazione naturale, la protezione solare, sia tramite la vegetazione che gli elementi tecnologici, l’acqua, vaporizzata ed in movimento, l’inerzia della pietra e del legno.
L’elemento tecnologico peculiare su cui si gioca la riuscita degli intenti progettuali, diventa quindi l’involucro dell’edificio. Esso, riprendendo il linguaggio formale delle serre, unisce strutture tradizionali a materiali innovativi.
Il layer più esterno è costituito da una maglia metallica che, senza occludere la vista, consente una parziale diffusione della luce naturale all’interno dello spazio sottostante.
Nel layer successivo, su di una struttura convenzionale a montati e traversi, vengono fissati dei moduli in cui due fogli di polietilentereftalato (PET) sono messi in tensione – tensoforma.
Lo strato più interno dell’involucro di copertura consta di un materiale a memoria di forma (shape memory material) che è in grado di autoregolare l’entrata solare secondo le condizioni di temperatura superficiale.
Tale materiale di origine nanotecnologica è costituito da fibre di nitinol, una lega di nichel e titanio, inserite in una matrice polimerica.
Queste fibre presentano un’elevata dilatazione termica ad una temperatura prestabilita.
Si può così passare da una configurazione a “fori aperti”, dove la radiazione entrante è massima, ad una a “fori chiusi” nella quale le fibre sono disposte parallele fra loro chiudendo gli spazi della matrice.
Data l’alta resistività del materiale, l’allungamento delle fibre può anche essere controllato inducendo un impulso elettrico a basso voltaggio.

Cultural Greenhouse: involucro, comportamento energetico e comfort acustico

Una volta conclusa l’Expo 2015, il padiglione si trasferirà negli spazi esterni dell’Hangar Bicocca di Milano trasformandosi in un laboratorio per le arti sceniche.
La scatola metallica e il ritmo cadenzato dell’onda si armonizzano con il linguaggio del contesto industriale.
Il riassetto dei vari elementi architettonici e l’aggiunta di due solai e del setto centrale permetteranno un completo riutilizzo dell’edificio, nel quale il grande spazio centrale diverrà la sala per le rappresentazioni, mentre lo spazio sottostante ospiterà locali tecnici e la sala prove.
Le onde minori accoglieranno spazi distributivi e di servizio come bar, biglietteria, ecc.
Data la natura della trasformazione, il controllo termo-igrometrico, luminoso e acustico devono essere estremamente accurati.
L’involucro subirà un’implementazione rispetto alla fase EXPO: la copertura e le pareti della sala saranno trasformate in una doppia pelle aggiungendo un ulteriore strato di PET.
In inverno, la presenza della doppia pelle permetterà un preriscaldamento dell’aria in entrata; successivamente l’aria pretrattata attraverserà un impianto di pozzi canadesi, scambia calore con l’aria esausta proveniente dalla sala e verrà immessa nell’impianto di distribuzione.
In estate, aprendo la doppia pelle, sia al piede della parete sia al colmo della chiusura, il flusso generato permetterà di scaricare le parti maggiormente esposte all’irraggiamento solare.
La climatizzazione estiva si limiterà a raffrescare ulteriormente l’aria proveniente dai pozzi canadesi.
Il layer nanotecnologico è inserito all’interno della doppia pelle. Dati l’alta sensibilità del materiale agli agenti atmosferici e il carattere permanente dell’installazione, la chiusura all’interno della pelle permetterà di garantire maggiore durabilità ed efficienza.
Inoltre, tale strato sarà disposto sia in copertura sia nelle chiusure verticali trasparenti, dovendo garantire un maggiore controllo selettivo della radiazione entrante nella sala.
Sarà infine installato un impianto elettrico a basso voltaggio che permetterà di chiudere o aprire i fori della superficie secondo necessità.
Al fine di garantire un comfort acustico adatto e adattabile alle varie configurazioni che può assumere un laboratorio per le arti sceniche, verranno installati dei pannelli acustici riflettenti in copertura e assorbenti sulle pareti.
I pannelli in copertura saranno orientabili in altezza e inclinazione secondo le esigenze della rappresentazione, mentre quelli laterali saranno impacchettabili.

AUTORE
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Matteo Pertoldi, Michele Win Tai Mak, Roberto Fossati
Laureati presso il Politecnico di Milano, corso di Progettazione e Innovazione Tecnologica tenuto ...
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