Involucro edilizio intelligente nel progetto di architettura

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“Che facciate e tetti siano più intelligenti […] è un’altra questione. Comunque, è chiaro che la trasformazione dell’involucro edilizio in modulatore climatico e membrana polivalente lo porta a reagire alle variazioni metereologi che con sempre maggiore flessibilità […] l’obiettivo deve essere il livello più alto possibile di qualità architettonica nell’ambiente costruito”.

(tratto da: Roland Krippner, “Solar Technology from Innovate Building Skin.to Energy-Efficient Renovation”, Solar Architecture).

Involucro edilizio e riduzione dei consumi energetici

Come abbiamo imparato a conoscere l’involucro edilizio rappresenta il primo e il livello forse più importante per garantire il comfort e la protezione degli ambienti domestici e contribuisce a definire in maniera decisiva le caratteristiche dell’estetica architettonica dell’edificio di riferimento.

Nel corso degli ultimi anni in relazione ai cambiamenti climatici e alla crescita dell’attenzione dei professionisti per quanto riguarda le tematiche ambientali ha portato dunque molti architetti a individuare proprio nell’involucro edilizio un elemento essenziale per il progetto ai fini della riduzione dei consumi energetici. Gli architetti Michael Wigginton e Jude Harris in merito affermano: “ La facciata di un edificio assorbe tra il 15 e il 40% dell’intero budget costruttivo, dunque può incidere in maniera rilevante, con un aumento fino al 40% del costo degli impianti”.

Proprio alla luce di queste considerazioni l’interesse per un progetto di architettura virtuoso e legato a tematiche di interazione intelligente con l’ambiente ha portato a concepire l’involucro come uno strato epidermico dinamico che cambia e muta in funzione delle stagioni e si adatta alle diverse condizioni metereologi che e alle istanze degli utenti.

Il concetto di pelle è stato utilizzato spesso dall’architetto Thomas Herzog che sostiene: “Se noi consideriamo la facciata come la terza pelle del corpo umano (dopo l’epidermide e gli indumenti) l’analogia dell’obiettivo progettuale diventa chiara: le fluttuazioni delle condizioni climatiche sul nostro corpo devono essere ridotte da ognuno di questi strati funzionali così da garantire una temperatura corporea costante. Gli sviluppi degli ultimi decenni , con lo straordinario aumento delle richieste indirizzate all’involucro edilizio, hanno prodotto costruzioni stratificate dove a ogni strato sono assegnate funzioni specifiche”.

La volontà di raggiungere dunque caratteristiche adeguate di isolamento termico in relazione alle condizioni ambientali ha portato al concepimento nella quasi totalità dei casi di involucri a più strati.

In relazione alle molteplici opzioni costruttive che vengono proposte dalle diverse ditte produttrici e ai nuovi sistemi brevettati le possibilità di scelta e di installazione di sistemi di involucro virtuoso sono molteplici; ciò inoltre ha portato alla concezione di numerose soluzioni progettuali anche in relazione ai materiali e a diverse soluzioni estetiche.

Inoltre l’integrazione con tecnologie solari attive e passive impone ai progettisti una nuova riflessione e nuove frontiere di equilibrio tra luce naturale, ventilazione, riscaldamento passivo e produzione energetica da fonti rinnovabili. Ciò significa uno studio sull’orientamento dell’edificio, sulla posizione delle aperture, delle schermature e le scelte tecnologiche mirate.

Le interfacce tra interno ed esterno dunque vanno curate nei minimi particolari e caso per caso per evitare di rendere inutile l’installazione di questi sistemi. Queste scelte progettuali sono in grado di fornire all’utente sempre più il controllo del sistema edificio attraverso diversi strumenti in grado di modificare le condizioni degli ambienti durante la giornata e il corso delle stagioni.

Due progetti di architettura per due diverse zone climatiche

La Rozak House un esempio di involucro edilizio intelligente

involucro edilizio

La Rozak House è stata concepita con un involucro edilizio semplice ma con efficaci sistemi di controllo.

Queste scelte progettuali sono in grado di fornire all’utente sempre più il controllo del sistema edificio attraverso diversi strumenti in grado di modificare le condizioni degli ambienti durante la giornata e il corso delle stagioni.

Un esempio di un sistema architettonico con involucro edilizio intelligente è la Rozak House, di cui sono state trattate le caratteristiche in precedenza.

Questo edificio è dotato di un involucro che si può interpretare come un filtro che forma una barriera minima tra l’interno e l’esterno.

Le condizioni di dinamicità sono garantite da chiusure e aperture regolabili, un pavimento traspirante e coperture aggettanti.

La Casa Prototipo presentata a Solar Decathlon 2007 dalla Technische Universitat Darmstadt

Technische Universitat Darmstadt

La Casa Prototipo ha un importante livello di complessità dell'involucro.

Un esempio invece dalle caratteristiche tecnologiche più avanzate e l’Abitazione Prototipo per il 2015 presentata a Solar Decathlon 2007 dalla Technische Universitat Darmstadt.

Innanzitutto questo edificio è stato concepito per un clima nordico, a differenza della Rozak House che è inserita in un sistema ambientale caratterizzato da clima temperato, che possiede un involucro stratificato, quindi complesso, che utilizza sistemi solari attivi e passivi in combinazione alla ventilazione naturale.

La schermatura esterna è dotata di lamelle contenenti celle fotovoltaiche in grado dunque di fornire ombra ma di diventare un sistema di accumulo di energia

Il sistema di gestione di questo prototipo è altamente interattivo: è possibile regolare dunque il funzionamento dell’edificio attraverso il controllo dell’involucro.

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