Bamboomerang: il progetto

Bamboomerang è il progetto di ampliamento della sede dell’Ente CRA (Consiglio per la Ricerca e la sperimentazione in Agricoltura), sezione maiscoltura, situato in un’area agricola a quattro chilometri dal centro di Bergamo, in una location particolarmente strategica per la presenza di molti collegamenti infrastrutturali e la vicinanza di due prestigiosi centri di ricerca, il polo tecnologico del Kilometro Rosso e l’i.Lab Italcementi.

Sin da subito si è pensato ad una costruzione innovativa ad alta efficienza energetica, basata sulla qualità e la riciclabilità dei materiali, sulla sostenibilità e sul basso impatto paesaggistico, perseguito attraverso una mimesi armonica. A livello funzionale trovano spazio uffici, laboratori, serre per le coltivazioni sperimentali, una piccola sala conferenze e ambienti pertinenziali: una mensa per i dipendenti e una foresteria.
I materiali impiegati sono prevalentemente naturali, al fine di contenere il fabbisogno di energia primaria della costruzione e soddisfare gli obiettivi di progetto sopra menzionati.
Nella trattazione trova ampio spazio lo studio del bamboo come materiale da costruzione, nello specifico si approfondisce in termini strutturali una tipologia di trave calastrellata ricavata dalla sezione in tre parti del culmo di bamboo, il cui comportamento è stato studiato in laboratorio con prove sperimentali e poi modellizzato ad elementi finiti.

Tecnologia e scelta delle finestre

Poichè la sezione a curvatura variabile che caratterizza l’edificio richiede l’impiego di finestre sempre inclinate, saranno impiegate dei moduli per tetti, tipo VELUX GGL, con finitura interna in pino ed esterna in alluminio. Per mantenere quanto più possibile uniforme la trasmittanza termica tra parti opache e trasparenti si utilizza un triplo vetro, con Krypton in intercapedine, che complessivamente porta il serramento ad un valore Uw di 1,0 W/m2K.
Per migliorare anche il comfort estivo i due vetri più esterni sono basso emissivi.
Per semplificare le operazioni di fornitura è stato scelto un solo modulo tipo, da 98×134 cm, che occupa esattamente l’interasse tra due costole, e secondo le istruzioni di posa VELUX necessita soltanto di fissaggi sui lati, permettendo così di ancorare le finestre direttamente alla struttura primaria. Sono previste all’esterno schermature solari mobili in lamiera microforata.

Illuminotecnica: ricerca del massimo comfort luminoso

Particolare attenzione è stata riservata al comfort luminoso. La sfida principale ha riguardato il soddisfacimento dei parametri ottimali pur mantenendo la collocazione dinamica delle porzioni finestrate in prospetto presupposta.
Durante il processo di verifica, è stato di grande ausilio il software di modellazione e grafica 3D, attraverso il quale è stato possibile riproporre in ambiente virtuale le forme complesse dei vari ambienti. Successivamente si è passati a quelli di calcolo, procedendo con verifiche di fattore di luce diurna, illuminamento e luminanza; più precisamente per la verifica degli oggetti schermanti.
La maggior parte delle analisi sono state condotte grazie al software Velux Daylight Visualizer, importando il modello in formato Wavefront.
I valori sono stati successivamente confrontati con quelli rilevati per mezzo di altri programmi, ottenendo così un controllo totale ed accurato.

Calcolo del fattore di luce diurna

I risultati dimostrano come all’interno di uffici e laboratori i valori di FLD minimi siano rispettati (minimo medio 3% per gli uffici, 5% per le attività di alta precisione dei laboratori), in condizioni di cielo coperto e con trasmittanza dei serramenti valutata al 67% per quanto concerne le porzioni finestrate con elementi VELUX, e dell’11% per la fascia centrale della vetrata del corridoio.
Si nota come la presenza del corridoio centrale sia indispensabile per il mantenimento di una modulazione pressoché costante sull’intera area di calcolo.
Durante la fase di progettazione si è dovuto tener conto della sostanziale riduzione di luce filtrata dovuta alla presenza di moduli fotovoltaici.
La scelta di limitare tale parte esclusivamente alla striscia centrale del corridoio scaturisce da un’analisi che mette in risalto come il fattore di luce diurna sarebbe stato altrimenti ridotto a una percentuale inferiore al 2%.

Valutazione delle condizioni di illuminamento

L’illuminamento sui piani di lavoro (scrivanie) è stato valutato in diverse condizioni: 21 dicembre, 21 marzo e 21 giugno. Ovviamente di maggiore interesse è la condizione invernale, che rappresenta la situazione peggiore.
Nonostante la presenza di cielo coperto, si è in grado di garantire i 300 lux come da riferimento per il modulo ufficio.
Durante le stagioni più calde, quando l’incidenza solare è maggiore, l’illuminamento interno è ottimale e raggiunge quasi i 500 lux nella maggior parte dei punti (rif. porzioni di colore rosso).
Potrebbe tuttavia succedere che si verifichi il fenomeno dell’abbagliamento. L’ausilio dei sistemi di oscuramento (schermi solari a sud e tende sul corridoio centrale), aiuta la modulazione della luce e garantisce il comfort.

Luminanza: efficacia dei sistemi di schermatura

Si è infine controllata l’effettiva efficacia dei sistemi di schermatura durante una giornata particolarmente critica di luglio, all’ora in cui il sole colpisce direttamente le superfici vetrate dell’ufficio.
Nelle immagini è possibile osservare l’abbattimento della luce diretta per mezzo delle persiane elettriche a maglia forata.
Si specifica come lo schermo solare sia composto da tre porzioni con diverso grado di foratura: la prima parte, quella superiore, consente il passaggio del 5% di luce, quella intermedia il 20% e l’ultima, quella inferiore, il 30%.
Tale configurazione è quella che ha portato a un funzionamento ideale.
Nei diagrammi è possibile confrontare le situazioni con e senza schermature attive.
I falsi colori mettono in risalto come le parti rosse (situazioni con oltre 500 Cd/m2) siano molto limitate nella situazione di effettivo funzionamento del frangisole e quindi in grado di evitare il verificarsi del fenomeno di abbagliamento, evidente invece quando se ne è sprovvisti.

AUTORE
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Marco Invernici – Alberto Sicuso – Dan Vavassori
Laureati presso il Politecnico di Milano, corso di Progettazione e Innovazione Tecnologica tenuto ...
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