Dispositivi ambientali. Applicazioni in alcune architetture contemporanee

2. Uffici Arup - Arup Associates Birmingham, UK 1999-2001 I pilastri in acciaio ad Y portano il caratterizzante “camino solare” sulla copertura che lascia entrare luce ed aria naturale negli uffici (fig.4-5-6). L’inclinazione della copertura e la forma dei camini solari sono state messe a punto tramite simulazioni fluidodinamiche dell’aria (fig.7). Un sistema automatico di gestione dell’edificio (BMS) controlla il funzionamento della ventilazione e le condizioni di illuminamento interno. Il BMS regola l’apertura delle griglie di ventilazione e dei pannelli mobili dei camini innescando il moto dell’aria (fig.8). La massa termica mancante alla struttura in acciaio viene fornita da elementi di solaio prefabbricati, in estate i solai di calcestruzzo immagazzinano aria fresca. CAMINI SOLARI Particolare copertura del camino solare (fig.7) Modello del camino solare (fig.8) Sezione (fig.6) Strategia che combina la ventilazione trasversale con l’effetto camino Vedute interne dei pilastri a Y che reggono la copertura (fig.4-5)

3. Bedzed - quartiere residenziale, Bill Dunster Sutton, UK 1999-2000 Il significato del nome del quartiere BEDZED, che sorge a pochi km da Londra, deriva da BEDDINGTON (nome della vecchia amministrazione) e da ZED, acronimo di zero energy development ovvero zero impiego di idrocarburi. Si tratta di un quartiere bioecologico, un sistema urbano riproducibile e a costi competitivi, ad alta densità dove coesistono spazi per la residenza, spazi per il lavoro, l’aggregazione comunitaria e l’assistenza sociale. Bedzed occupa uno spazio di 2500 m ed è costituito da 82 alloggi a terrazza a cui sono associati ambienti di lavoro per 200 persone. Le tipologie edilizie adottate sono due: CASE IN LINEA per residenze che si sviluppano su tre piani esposte a sud con giardini e terrazze verdi, le cui facciate sono caratterizzate dalla presenza sia di elementi di accumulo termico passivo, quali vetrate e serre solari, che da pannelli fotovoltaici semitrasparenti (fig.3); APPARTAMENTI esposti a nord con accessi privati al piano terra che ospitano le tradizionali attività commerciali (fig.4). I materiali per l’involucro opaco (legno di quercia non trattato e mattoni) sono reperiti entro un raggio di 25 miglia, mentre l’involucro trasparente è costituito da un triplo vetro montato su infissi in legno, in parte nuovi e in parte riciclati. CAMINI SOLARI Immagine render dell’aggregazione urbana (fig.1) Veduta aerea (fig.2) Facciata esposta a sud (fig.3) Facciata esposta a nord (fig.4)

4. Bedzed - quartiere residenziale, Bill Dunster Sutton, UK 1999-2000 L’ ecosistema alloggio lavora in stretta connessione con quello ambiente: l’energia solare, attraverso i pannelli fotovoltaici, alimenta le macchine elettriche; l’acqua piovana è immagazzinata e utilizzata per gli scarichi dei sanitari e per l’irrigazione; le acque reflue sono depurate attraverso la fitodepurazione e riutilizzate per irrigare; il vento è captato e sfruttato attraverso i camini solari, divenuti oramai il simbolo del quartiere, per i ricambi d’aria in inverno e per la ventilazione incrociata in estate. (fig.7-8). Tale sistema mira all’utilizzo della ventilazione naturale che viene eliminata forzatamente per differenze di pressione. Questi camini, orientandosi a favore di vento, fanno si che venga estratta dall’edificio l’aria viziata ed introdotta all’interno aria pulita preriscaldata da uno scambiatore di calore posto alla base del camino stesso (fig.5-6). Dal punto di vista energetico, le residenze operano quindi sfruttando solamente l'energia prodotta in situ. CAMINI SOLARI Immagine render (fig.1) Veduta aerea dei camini solari (fig.5) Particolare camini solari (fig.6) Schemi di sezione sul funzionamento della ventilazione naurale (fig.7-8)

5. CAMINI SOLARI Prospetto sud (fig.1) Sezione sulla vetrata (fig.3) Scuola dell’infanzia Ponticelli, A.Contavalli Imola, Italia 2002-2006 La scuola materna per 75 bambini, realizzata e progettata dal comune di Imola, è un esempio di come le soluzioni costruttive e di dettaglio possano rispondere alle esigenze funzionali e alle prestazioni energetiche dell’edificio: la forma allungata segue l’andamento digradante del terreno, le facciate a est e a ovest sono state ridotte il più possibile,a nord sono disposti gli ambienti di servizio con aperture minime per non avere dispersione di calore.L’edificio ha un consumo totale pari a 37 KWh/mq. La scelta dei materiali inoltre rivela una coerenza con le altre scelte energetiche: l’involucro in legno è abbinato a setti di calcestruzzo utilizzati come sistema di accumulo termico estate-inverno. In estate, il sistema della vetrata a doppia pelle favorisce la ventilazione naturale, e gli alberi a foglia caduca posti a sud schermano il fronte negli orari critici. Il funzionamento dei camini solari, raggruppati in tre blocchi, varia a seconda delle diverse condizioni climatiche che si riscontrano all’esterno dell’edificio, il sistema BUS infatti rileva le condizioni termo-igrometriche e le sonde poste nell’intercapedine rilevano la concentrazione di CO2, gestendo la ventilazione (fig.2). Prospetto nord (fig.4) Sezione sui camini solari (fig.2)

6. CAMINI SOLARI Biblioteca San Giorgio, Ciamarra Associati Pistoia, Italia 2001 La nuova biblioteca nasce dall’ intervento di recupero dell’edificio industriale nell’area ex-Breda di Pistoia, oggetto di un importante piano di recupero urbano, in cui si è tentato di conservare il più possibile l’esistente mantenendo la struttura precedente.L’ edificio presenta notevoli dimensioni, è organizzato su uno spazio a tre navate voltate con nervature in legno lamellare, ha una superficie di 7000 mq e può ospitare 35000 volumi, e 600 posti lettura. L’elemento spaziale principale è la galleria centrale a tutta altezza (fig.2), che si contrappone alle zone laterali a più piani, ed è caratterizzata sulla volta da “camini solari”, condotti di grande diametro a doppia pelle che permettono l’ illuminazione degli ambienti più profondi e la ventilazione naturale all’interno dell’ edificio.Questi condotti presentano una doppia pelle con intercapedine attraverso la quale l’aria interna può fuoriuscire per naturale differenza di pressione. Quando la pressione è insufficiente un sistema di controllo attiva dei ventilatori disposti all’ interno dell’ intercapedine per consentire l’estrazione (fig.3). Alla sommità di questi condotti si trova una calotta di vetro la quale ha la capacità di captare e indirizzare i raggi luminosi all’interno del condotto (fig.1). Planivolumetrico (fig.2) Sezione (fig.2) Piante e sezioni con individuazione del cono luminoso proveniente dai camini (fig.3) Galleria centrale a tutta altezza (fig.2) Veduta esterna dei pozzi di luce (fig.1)