Edilizia residenziale pubblica bioclimatica

Riferimenti ambientali
Il piano di zona Ponte Galeria B39 è situato nel settore ovest della città. L'area ha un andamento pressocchè pianeggiante, in leggera pendenza continua a partire dal bordo superiore di via della Magliana. Un grande parco naturale garantirà una barriera ai rumori provenienti dall'autostrada Roma -Fiumicino e costituirà un nucleo ad elevata valenza ecologica. Il lotto su cui dovrà sorgere l'edificio è una parcella posta al limite insediativo del P.P. in cui rurale ed urbano ancora si compenetrano per cui è possibile esprimere potenzialità di riconnessione con i sistemi del verde.

L’intorno ambientale è caratterizzato dai seguenti dati:
latitudine 41° 51' N
longitudine 12° 57' E
giorni sereni 73
giorni medi 170
giorni coperti 123 escursione termica giornaliera estate18,6° - inverno 9,5° C
esscursione termica media annua estate17,9° - inverno7,7° C
temperatura media annua 15,3° C
umidità assoluta76-100
umidità relativa72-86
giorni di pioggia estate 33 - inverno62
precipitazioni estate 212 mm - inverno 647 mm
direzione venti dominanti estate S-SO - inverno N-NE
intensità venti dominanti estate 9,3 nodi - inverno 9,5 nodi
gradigiorno dell’area in esame e, in particolare del comune di Roma, desunti dalle tabelle allegate al decreto 10/91 (pubblicazione UNI) 1045.

Descrizione dell’intervento
Il nostro progetto ha individuato precise regole che, attraverso l’applicazione di principi bioclimatici ed ecologici, avessero la capacità di determinare la distribuzione e la funzionalità degli spazi confinati e di quelli esterni in un disegno organico. E’ stata, così, definita, tramite il progetto, una specifica invenzione linguistica dell’edificio ecologico nel tentativo di fondare, probabilmente, attraverso la sperimentazione tecnologica, una nuova tradizione non solo costruttiva ma anche insediativa nell’anonimia della periferia romana, laddove la valenza simbolica dell'abitare nel processo di costruzione urbana, fosse determinata non da pura oggettualità, ma dagli elementi di sintesi formale in cui si materializzano, in una coerente invenzione architettonica, ecofatti (vento, calore, luce, acqua, suolo, ecc.) e artefatti (gli elementi tecnici del costruire).
Il progetto ha definito un approccio integrato ai problemi della sostenibilità individuando per le diverse configurazioni fisico-spaziali ed ambientali dei singoli alloggi soluzioni ecoefficienti dal punto di vista ecologico e bioclimatico. Si sottolinea qui la forte caratterizzazione sperimentale che si è espressa anche attraverso la precisa volontà di fornire indicazioni per un repertorio di soluzioni tecnologiche appropriate, come per altro richiesto dal bando di concorso, che faceva riferimento, in ordine alle diverse tecnologie utilizzate, alla redazione di "elementi di formazione di un capitolato prestazionale".
La linea ha i due fronti maggiori orientati a nord e a sud. L’edificio è costituito da un piano seminterrato destinato a garage, da quattro piani fuori terra. Il piano di copertura è destinato a spazi di servizio alla residenza e a volumi tecnici. L’edificio è servito da tre corpi scala con ascensore

All'interno del disegno unitario del complesso edilizio sono individuabili tre distinte unità tipo-morfologiche:
• Unità Tipo-morfologica A
• Unità Tipo-morfologica B
• Unità Tipo-morfologica C
L'Unità Tipo-morfologica A in struttura tradizionale in cemento armato è caratterizzata dalla scansione disegnata dal sistema di raccolta e rimessa in circolo delle acque piovane e dagli spazi dei cavedi che consentono la completa ispezionabilità e manutenzione degli impianti. L'Unità accoglie gli alloggi di maggior taglio.
Nelle Unità Tipo-morfologiche B e C vengono sperimentate alcune tecnologie particolari di raffrescamento passivo e di controllo automatico del comfort in-door.

Secondo i presupposti teorici e metodologici individuati è possibile, per una sintetica descrizione dell'intervento, distinguere:

Modello distributivo degli alloggi
Si è tentato di diversificare la tipologia abitativa in modo da rispondere alle esigenze della domanda e nei limiti volumetrici imposti sono previsti 25 alloggi di cui due sono duplex.
In particolare per Il dimensionamento degli alloggi si è tenuto conto di quanto stabilito dalla legge 5 Agosto 1978 n. 457 e successive modificazioni, delle direttive di indirizzo della Regione Lazio emesse dalla Circolare Assessorato ai Lavori Pubblici del 19 Aprile 1979, n.3461. Sono state inoltre applicate per tutti gli alloggi e gli spazi condominiali le normative relative al “Regolamento recante norme per l’eliminazione delle barriere architettoniche negli edifici, spazi e servizi pubblici D.P.R. 24 Luglio 1996 n. 503 e D.M. 14 luglio 1989 n.236. Solo i due duplex non rispondono a quest'ultima normativa.

Strategie energetico-ambientali
Il modello energetico-ambientale ha individuato soluzioni fisico-spaziali che hanno trovato una loro declinazione ed appropriatezza in relazione alle condizioni climatiche del contesto di riferimento.
In tal senso sono stati trattati in maniera differenziata per forma e materiali i due prospetti principali che rispetto al corso del sole si trovano esposti a nord e a sud. L’ipotesi è quella di creare un involucro eco-efficiente in grado di mitigare e/o ottimizzare il rapporto ambientale interno-esterno, nella consapevolezza che proprio nella esatta definizione progettuale di questo rapporto si validino le condizioni di comfort.
Gli interventi previsti fanno riferimento all'applicazione delle seguenti caratterizzazioni morfologiche, materiche e tecnologiche:

• per l'intero involucro edilizio un sistema a parete pesante e ventilata in grado di garantire un'elevata coibenza termica

• per l'involucro a nord sottoposto a radiazioni solari minime:
a) un sistema a doppio involucro in struttura leggera composta da pannelli di alluminio montati a secco in grado di garantire attraverso spazi filtro risposte ambientali diversificate nel tempo
b) finestrature a redent aperte verso ovest ed est in grado di captare l'energia solare durante la stagione invernale
• per l'involucro a sud su cui si affacciano i soggiorni:
a) una facciata-serra in grado di massimizzare la captazione solare e l'accumulo di calore durante l'inverno. In estate, lo spazio-serra aperto, ombreggiato tramite un sistema di persiane mobili scorrevoli, è in grado di attivare i processi di raffrescamento naturale
b) un sistema a parete ventilata rivestita con lastre in cotto

• per l'Unità Tipo-morfologica B, destinata ad alloggi duplex:

- per l'estate l'applicazione di tecnologie in grado di attivare processi di raffrescamento naturali e di rinnovo dell'aria in-door attraverso l'utilizzo di sistemi di controllo intelligenti. Per tale corpo è prevista la collocazione a nastro su alcuni infissi , di aeratori a battente in alluminio con taglio termico con sistema di manovra collegato ad attuatori, comandati a loro volta da un sistema computerizzato calibrato sulla temperatura interna, quella esterna e sul tasso di CO2 presente negli ambienti. Analogo sistema regola la schermatura solare, prevista dal progetto in lamelle di alluminio, posta all'esterno della facciata, ottimizzando in tal modo la penetrazione del calore e di luce all'interno degli ambienti.

• per gli spazi interni agli alloggi

a) Il sistema di raffrescamento passivo degli alloggi dell'Unità Tipo-morfologica A consente, attraverso l'impiego di camini pesanti (torri del vento) e camini leggeri (camini solari) (ciascuna coppia di camini serve un singolo alloggio) ed un percorso orizzontale sotterraneo, di utilizzare sia la ventilazione causata dall’azione del vento che dall’effetto camino per il raffrescamento di ogni singolo alloggio.
Il sistema adottato sfrutta, le più basse temperature dell’aria nel periodo notturno che successivamente consentiranno di raffred¬dare ulteriormente gli ambienti interni anche nel periodo diurno.
L’azione del vento viene incentivata dalla presenza sulla sommità dei camini pesanti di elementi, che per la loro geometria, consentono di incanalare verso il basso la brezza di mare (nota a Roma come “ponentino”) proveniente da Ovest.
L'effetto camino è determinato dall’azione combinata della differenza di temperatura (tra l’aria interna e quella esterna) e della differenza di quota esistete fra le aperture inferiori poste alla base dell’edificio e quelle alla sommità dei camini.
Nel periodo notturno a causa dell’effetto camino, l’aria fredda esterna proveniente dalle aperture inferiori, dopo aver attraversato il percorso orizzontale alla base dell’edificio, consente il raffreddamento notturno delle masse murarie. L’aria fredda infatti venendo a contatto con le masse calde dei camini si riscalda ed acquistando quindi una minore densità determina un movimento ascensionale di termocircolazione naturale che dà luogo al raffreddamento dell’aria degli ambienti, delle masse murarie e dei camini stessi.
Nel periodo diurno invece, oltre all’azione del vento (ove presente) si associa l’effetto camino che, in questo caso, viene determinato dal fatto che l’aria calda esterna venendo a contatto con le masse fredde (raffreddatesi avendo ceduto calore all’aria durante la notte) dei camini laterali si raffredda ed aumentando la sua densità scende verso il basso raffreddando di conseguenza gli ambienti sottostanti.

A questo effetto viene inoltre ad aggiungersi quello di aspirazione determinato dai camini leggeri, che nella parte alta, formano un elemento di captazione solare (superfici assorbenti metalliche delimitate da vetrate); tale elemento determina il surriscaldamento dell’aria presente in questa porzione di camino e di conseguenza un movimento ascensionale di termocircolazione che generando una depressione favorisce l’aspirazione di aria che, provenendo dai camini pesanti ed avendo raffreddato gli ambienti, viene espulsa da quelli leggeri.


b) nell'Unità Tipo-morfologica C è stato applicato un sistema di raffrescamento passivo che immettesse nell'ambiente interno un'opportuna portata d'aria precedentemente raffrescata sfruttando il sottosuolo come sorgente termica a bassa temperatura.
Il sistema per il raffrescamento estivo è costituito per ogni alloggio da:
- una torre di presa d'aria collocata all'esterno
- canali sotterranei in lamiera zincata con pendenza dell'1% (per permettere la raccolta e lo smaltimento dell'acqua di condensa), opportunamente dimensionati lunghi ognuno circa 60 m. che immettono nella singole unità abitative tramite bocche grigliate a pavimento
- i camini solari collegati con lo spazio ambiente della residenza tramite opportune aperture in prossimità dei soffitti
Altri elementi tecnici che definiscono il sistema sono un ventilatore da 40 Pa, un filtro d'aria e una valvola di regolazione ad azione manuale collocati nella torre di presa dell'aria esterna ed un impianto, posto a valle, di raccolta delle acque di condensa che per ragioni fisiche si verifica quando una massa d'aria subisce una riduzione di temperatura. Completano l'impianto camini solari posti sul tetto dell'edificio

Altri compiti, che il progetto, indirizzato all’impiego di tecnologie bioclimatiche e di sistemi di qualità ecologica, si è posto, sono:
1. dotare i singoli alloggi di un riscontro ventilativo naturale secondo più direzioni
2. attrezzare gli spazi condominiali con elementi tecnici in grado di consentire il recupero differenziato temporaneo, per la raccolta di prodotti riciclabili quali carta, vetro, lattine e plastica. E’ previsto, inoltre, per ogni alloggio un compattatore, attualmente in commercio, di rifiuti domestici in grado di ridurre 700 l di rifiuti in un sacchetto di 0.04 mc..
3. recuperare e rigenerare le acque piovane, che raccolte vengono filtrate e immesse in cisterne interrate. L'acqua così recuperata va ad alimentare il sistema di innaffiamento dei giardini e delle aree condominiali e impiegata per usi non domestici.
4. impiegare energie rinnovabili al fine del risparmio energetico e della riduzione delle forme di inquinamento ambientale attraverso l’uso di:
a. pannelli solari, in grado di fornire acqua calda per uso domestico. Il sistema di riscaldamento previsto con caldaie autonome, al fine di una gestione più flessibile, ed elementi radianti a pavimento per gli edifici B e C, i quali lavorando intorno ad una temperatura intorno ai 35 gradi, consentono un notevole risparmio energetico e data l’estensività dell’impianto adeguati livelli di comfort. Per l’edificio A sono previsti radiatori con valvola termostatica.
Si calcola che l'impianto ad energia solare comporti per ogni due appartamenti un risparmio di 405,9 mc di metano e una riduzione di emissione di CO2 pari a 920,8 kg per anno.
b. Impianto fotovoltaico grid connected posto sulla copertura delle logge a sud.

Gli spazi esterni sono caratterizzati da giardini privati di pertinenza degli alloggi posti a piano terreno in grado di elevare la qualità dell'abitare.
Le pavimentazioni sono filtranti per ridurre i livelli di artificializzazione del suolo, spesso causa dell’inaridimento delle falde superficiali.

Tre immagini illustrano le valutazioni del comportamento energetico orario per ambiente e per alloggio con il modello di simulazione TRNSYS ssenza apporti energetici passivi. La valutazione è del Prof. arch. Valerio Calderaro