Il tema di un bivacco alpino pone luce su una questione ben più ampia di una semplice progettazione tecnica di un alloggio temporaneo in un paesaggio non antropizzato.
La presenza fisica della montagna, il passare la notte, il riposare, descrivono istintivamente un luogo introverso, un luogo dove ri-trovare la propria dimensione. Uno spazio che deve però garantire allo stesso tempo una complessità di situazioni interne date dalla presenza di 8 abitanti, nelle differenti piccole attività che faranno.
Il progetto è caratterizzato dalla definizione di un unico spazio, una piccola scatola di legno di pianta quadrata di 3,20 m per lato, dove la presenza dei letti diventa l'elemento fondante e generatore.
L'ambiente unitario è ricreato attraverso la disposizione circolare e su differenti altezze di 8 piani letto; essi si affacciano su uno spazio vuoto di 1,2 metri per 1,2 metri, carattere fondante dello spazio comunitario e promotore di quella serie di azioni e relazioni che possono avvenire tra gli abitanti.
Ma nello stesso tempo è un vuoto che per sua natura è in grado di garantire intimità: un lucernario evidenzia quel rapporto visivo col cielo unico interlocutore nei momenti di sosta. Di quiete.
Nel piano d’ingresso avvengono le attività più vincolanti: un tavolino reclinabile illuminato dalla piccola finestra che buca l'involucro metallico e un bagno misurato, posto nell'angolo. La copertura a falda unica introduce le tematiche tecniche: la raccolta dell'acqua piovana garantisce l'utilizzo del piccolo lavandino e del bagno, così come il pannello fotovoltaico soddisfa il fabbisogno elettrico di alcune lampadine.
Il rivestimento esterno è dato da una serie di pannelli metallici che protegge in maniera durevole l’edificio e contemporaneamente con il suo mutare renda evidente lo scorrere del tempo.
Infine un piccolo podio è definizione dello spazio del bivacco e, allo stesso tempo, assume la funzione di vano tecnico contenente il serbatoio dell'acqua di recupero e quello per lo stoccaggio delle acque reflue.
1. STRUTTURA
L’intero edificio sarà realizzato in legno lamellare (travi e pilastri) e pannelli lignei prefabbricati tipo x-lam (solette). I materiali verranno trasportati in loco mediante elitrasporto.
Il concetto è la semplicità esecutiva, elementi semplici uniti da incastri “maschio-femmina” e fissaggi meccanici, che possa essere realizzato rapidamente in loco dalla popolazione indigena o da volontari, quindi anche da manovalanza non qualificata. Si prevede di fare ricorso alla prefabbricazione unicamente per gli elementi dell’involucro esterno che prevedono competenze specifiche per la loro realizzazione (risvolti delle membrane tecniche e nastri ermetici) per ridurre al minimo danni alla costruzione.
La struttura portante verte sul modello statico del portale disposto nelle due direzioni principali irrigidito dalla struttura delle travi e delle solette.
L’ancoraggio della struttura al terreno dipende molto dalla futura collocazione del manufatto, in generale si prevede di realizzare un basamento in calcestruzzo armato. In presenza di terreno si realizzerà una fondazione a trave rovescia, se verrà posizionato sulla roccia si inseriranno degli ancoraggi metallici direttamente nella roccia fissati con della resina epossidica e inglobati nel basamento in calcestruzzo. Il getto del basamento dovrà essere fatto sul posto. Il fissaggio della struttura in legno con il basamento è garantito da un profilo in acciaio a “C” su cui si innestano i pilastri e la soletta.
Le operazioni per erigere la struttura si possono riassumere nei passi seguenti: erezione dei portali, innesto delle travi quindi posa delle solette in x-lam; realizzazione delle chiusure orizzontali e verticali. Si posizioneranno gli impianti e si realizzerà l’involucro.
2. INVOLUCRO
Benché non vi sia alcun limite normativo sulla trasmittanza termica di un edificio senza impianto di riscaldamento, si è deciso di progettare la pelle dell’edificio in grado di garantire una termotrasmittanza media U ≤ 0,30 W/m2K, sinonimo di un buon comfort termico. Per limitare le dispersioni termiche si è optato per un involucro a cappotto, con l’isolamento termico esterno rispetto alla struttura; si è scelto un involucro leggero, realizzato da una struttura intelaiata in legno con isolamento termico in lana minerale di 12 cm di spessore.
L’interruzione del cappotto esterno, causata dalla presenza dei traversi in legno, non determina marcati ponti termici, come si denota dall’analisi svolta con il programma di simulazione termica agli elementi finiti Therm, infatti le temperature superficiali risultano uniformemente distribuite.
I serramenti saranno con telaio in alluminio (alta durabilità e manutenzione minima) e vetrocamera basso emissivo 6-16-6 con riempimento in argon. È prevista inoltre una tenda interna sul lucernario per ridurre possibili fenomeni di abbagliamento solare.
Inoltre per garantire l’ermeticità all’aria e la corretta diffusione del vapore (dovuta all’alta concentrazione di persone in un ambiente ristretto) le stratigrafie prevedono le membrane e i relativi raccordi idonee a scongiurare i problemi legati alla fisica della costruzione.
3. DOTAZIONI IMPIANTISTICHE
Per garantire i requisiti di autosufficienza e sostenibilità dell’edificio sono previste le seguenti dotazioni impiantistiche:
-servizi igienici minimi: wc e lavabo (acqua non potabile);
-recupero acqua piovana: per alimentazione wc e lavabo;
-impianto di illuminazione essenziale: alimentato da un pannello fotovoltaico e un accumulatore.
I serbatoi di accumulo saranno posizionati in un vano tecnico posizionato nella zona sottostante al bivacco.
Servizi igienici minimi
Per garantire un comfort ulteriore è previsto un servizio igienico dotato di WC e un piccolo lavabo.
La fornitura dell’acqua avverrà unicamente dal serbatoio di accumulo dell’acqua piovana, non sarà potabile e sarà destinata allo sciacquone del WC e al lavabo. Lo sciacquone non sarà di portata standard ma è stato dimensionato per garantire il minimo necessario per lo smaltimento dei reflui corporei dal vaso verso l’accumulo biologico.
L’acqua all’interno dell’accumulo viene movimentata direttamente dall’utente tramite una pompa meccanica (nell’ottica di un utilizzo economico della risorsa) utilizzata per riempire l’accumulo che per gravità serve la vaschetta del WC e il lavabo.
Verrà utilizzato un accumulo dei reflui corporei provenienti dal wc, invece il lavabo avrà uno scarico diretto verso l’esterno (abbinato ad un utilizzo cosciente e nel rispetto dell’ambiente).
Per consentire una manutenzione minima del serbatoio e provvedere allo svuotamento dell’accumulo di scarico wc, è possibile usufruire di un accesso al vano tecnico attraverso un grigliato posto alla base della struttura. A
seconda del luogo dove verrà realizzato il bivacco, verrà deciso se lo svuotamento avverrà nel territorio circostante, o se verranno organizzati dei controlli da addetti esterni.
Recupero acqua piovana
Il serbatoio di accumulo dell’acqua piovana è stato dimensionato a favore di sicurezza per coprire il fabbisogno di 8 persone con utilizzo costante tutti i giorni di 3 litri/pers e per coprire un periodo di non pioggia di 60gg. La capacità dell’accumulo è quindi di 1'500 litri (250x150x40 cm). È previsto un circuito antigelo per l’accumulo dell’acqua, alimentato dall’accumulatore secondario allacciato al pannello fotovoltaico. In questo modo viene garantito un minimo di riscaldamento dell’acqua tale da evitare effetti di congelamento.
Impianto di illuminazione
Per garantire comfort e sicurezza notturna si prevede un impianto di illuminazione alimentato da energia solare.
L’impianto è composto da 3 punti luce, una nella zona ingresso sopra il tavolo, una all’ultimo piano e una nel servizio igienico. L’alimentazione è garantita da un pannello solare fotovoltaico policristallino con una produzione di 150 Wp collegato ad un accumulatore da 100 Ah e 12V. Le lampadine saranno multiled a corrente continua a 12 V (c.a. 3.5W).
L’impianto è in grado di garantire l’accensione continuativa delle lampade per almeno 20 ore (considerando di mantenere una carica residua del 50% per non comprometterne la durabilità).
L’energia elettrica in eccesso, dopo che la batteria dell’impianto di illuminazione è carica, sarà convogliata verso una seconda batteria collegata ad una resistenza elettrica immersa nell’accumulo di acqua piovana per eliminare il rischio di congelamento della stessa.
4. BENESSERE TERMICO
Per valutare il reale comportamento dell’edificio è stata effettuata una simulazione termica in regime dinamico tramite il software TRNsys 16. E’ stato simulato l’edificio tramite la costruzione di un modello matematico inserito all’interno di probabili condizioni climatiche del luogo dove verrà posizionato (dati climatici standard di Ponte di Legno). E’ stata ipotizzata una occupazione massima (8 persone) nel periodo estivo ed invernale. Si è considerato inoltre che nel periodo estivo è possibile aprire il lucernario e la finestra per instaurare un effetto camino in grado di smaltire il surriscaldamento in eccesso (sole e carico delle persone). Nel periodo invernale l’isolamento termico dell’involucro permette di ridurre le dispersioni energetiche.
Le condizioni di comfort estive, in funzione di un abbigliamento consono alla situazione (CLO 0,5), sono verificate con una temperatura operante di 28°C. Nel grafico sottostante sono rappresentate le temperature interne durante la presenza di persone (ore notturne). E’ possibile notare che non si verificano mai temperature superiori al limite di comfort di 28 °C. Durante il periodo invernale, il livello di isolamento termico dell’edifico e la presenza delle persone (in mancanza di un impianto di riscaldamento), consentono il raggiungimento di una temperatura interna media di 14°C, ovvero 15°C in più rispetto alla temperatura media esterna (durante il periodo di occupazione), Il sistema involucro-architettura è in grado di garantire condizioni interne accettabili per gli occupanti.
5. BENESSERE LUMINOSO
E’ stata svolta un’analisi illuminotecnica con il fine di valutare il livello di illuminamento naturale interno dovuto alla presenza delle componenti trasparente. L’analisi è stata svolta mediante una simulazione con un software di calcolo agli elementi finiti (Ecotect), mediante il quale è stato possibile valutare il “Fattore medio di luce diurna - FLD”.
“Si definisce fattore di luce diurna, il rapporto tra l’illuminamento che si realizza su di una superficie orizzontale posta all’interno dell’ambiente considerato, grazie alla luce proveniente dalla volta celeste, e quello che contemporaneamente si ha su di una superficie orizzontale posta all’esterno senza alcuna ostruzione.”
Un valore di fattore medio di luce diurna compreso tra 2% e 4% è segno di un buon livello di benessere luminoso. Valori superiori al 4% vengono definiti come condizioni ottimali.
Nell’analisi è stato calcolato il fattore medio di luce diurna sul piano a quota 80 cm dal pavimento. Il valore di FLD medio è di 6,3 %, per cui è possibile constatare che viene raggiunta una condizione di benessere luminoso naturale ottimale.
Analizzando la sezione verticale è possibile notare l’elevato livello di illuminamento in prossimità del letto adiacente al lucernario. Per ridurre effetti dovuti ad abbagliamenti interni e possibili surriscaldamenti durante i periodi estivi, i serramenti sono dotati di una tenda avvolgibile interna, tale da consentire un controllo degli apporti solari, nell’ottica del raggiungimento del benessere termico e luminoso.