Nuova struttura per servizi a Brescia - 1° classificato

Il progetto è stato sviluppato con un approccio teso ad un elevato risultato di sostenibilità
ambientale mediante l’analisi sistematica dei seguenti aspetti:
1. Inserimento nel territorio
2. Materiali e tecnologie costruttive
3. Confort
4. Efficienza energetica
5. Efficienza idrica
6. Sicurezza
7. Manutenzione

Tutte le scelte relative a queste componenti contribuiscono infatti, in misura più o meno importante, all’ottenimento di un edificio a basso impatto ambientale. L’approccio progettuale, benché preliminare, è stato di tipo integrale più che integrato: il risultato non è quindi l’unione delle singole migliori applicazioni costruttive, ma è la massimizzazione dell’effetto finale determinato dalle singole scelte.

Il risultato è un edificio che si stima posizionarsi nella fascia “gold” ai sensi della classificazione di sostenibilità LEED ( LEED - Leadership in Energy and Environmental Design è un sistema statunitense di classificazione dell'efficienza energetica e dell' impronta ecologica degli edifici, sviluppato dallo en:U.S. Green Building Council (USGBC), fornisce un insieme di standard di misura per valutare le costruzioni ambientalmente sostenibili) e all’interno della classe A ai sensi del sistema di certificazione energetica
vigente in Regione Lombardia.

Visto l’utilizzo pubblico della struttura tale approccio ha anche una finalità educativa e divulgativa:
rendere disponibile alla comunità, in particolare ai giovani studenti, un edificio ad alta sostenibilità
ambientale dove, mediante l’uso quotidiano, possono prendere coscienza dei benefici di un edificio sostenibile e , mediante l’affissione delle targhe di certificazione recepire che la sostenibilità e l’efficienza energetica si possono misurare.

L’architettura – inserimento nel territorio
Il t ma dell’inserimento urbano ha richiesto una particolare attenzione. Il tema è stato affrontato da
diversi punti di vista:
- intento di valorizzazione del contesto e del centro storico puntando ad una architettura di
qualità e riconoscibilità;
- scelta di materiali appartenenti alla tradizione locale utilizzati in modo “contemporaneo”;
- diverso approccio lungo i tre lati stradali, vista la diversità di “ritmo” e di percezione
dell’edificio stesso (vedi grafico dell’analisi della visibilità);
- utilizzo della forma per massimizzare l’efficienza energetica;
- ricerca di trasparenza al fine di rendere visibili le diverse attività all’interno dell’edificio
durante le varie ore del giorno,seppur secondo logiche diverse sui tre fronti (rispetto della
privacy degli edifici circostanti);
- studio degli ombreggiamenti al fine di valutare gli apporti di calore nella stagione invernale,
la possibilità di utilizzo di luce naturale e la corretta posizione di elementi fotovoltaici,
nonché la possibilità di shock termici sulle superfici vetrate;

L’architettura – gli spazi interni
L’edificio è composto di due nuclei. Il primo posto ad ovest ed organizzato su quattro livelli
,racchiude i collegamenti verticali, i blocchi servizi, gli accessi principali e le attività del DUC,
organizzate su due livelli ( front office al piano terra ed uffici e servizi al piano primo).
Il secondo nucleo, posto sui lati sud ed est, è organizzato su tre livelli e prevede l’utilizzo per le
attività degli studenti ( sala studio, punto di incontro e servizi di supporto) e per attività espositive e di intrattenimento. Questo secondo nucleo prevede un alta flessibilità in quanto è possibile, in
funzione delle diverse esigenze specifiche, invertire l’utilizzo del primo e del terzo livello
destinandoli di volta in volta ad attività studentesche o espositive di intrattenimento.
La presenza di un ampia gradonata al piano terra consente un utilizzo informale da parte degli
studenti, oppure di platea per eventuali manifestazioni o conferenze.

L’architettura – gli impianti
Il ridotto spazio disponibile ha in parte vincolato le scelte impiantistiche, e reso necessaria
un’attività di attenta analisi sul posizionamento dei diversi componenti. Le centrali degli impianti termo fluidici sono previste in parte al piano terra ed in parte in copertura. Al piano terra prenderà posto al sottocentrale di scambio termico con la rete del teleriscaldamento, per la produzione di acqua calda per riscaldamento, mentre in copertura (nella zona centro nord del tetto saranno posizionati il refrigeratore d’acqua, completo di kit idronico (pompa , serbatoio, sicurezze, ecc..) e l’unità ventilante per il rinnovo dell’aria ambiente dotata di recupero termodinamico del calore .

Lo spazio individuato al piano terra si trova in corrispondenza del cavedio adiacente alla parete
nord,cavedio che è utilizzato anche per il transito dei canali dell’aria dalla copertura e delle
tubazioni di acqua calda e refrigerata per il pannelli radianti. I collettori di distribuzione di questi
ultimi saranno anch’essi installati all’interno del cavedio prima citato.

Il rinnovo dell’aria dello spazio uffici DUC sarà effettuato con un’unità di ventilazione dedicata
installata nel controsoffitto del relativo corpo bagni. Il riscaldamento e raffrescamento degli ambienti avverrà con un impianto radiante, il quale non ha destato problemi in fase di ipotesi dell’integrazione architettonica degli impianti. Il quadro elettrico principale sarà installato nel locale sotto la scala del piano terra.

L’architettura – materiali e tecnologie costruttive
La struttura prevista sarà in acciaio e calcestruzzo e mirerà ad una possibile prefabbricazione degli elementi di chiusura esterni. In particolare l’involucro dovrà assolvere tutte le funzioni mirate al raggiungimento di elevati standard di comfort e benessere oltre a consentire il raggiungimento di un’alta efficienza energetica. Le chiusure trasparenti saranno realizzate con facciate continue in alluminio con vetrate ad alte prestazioni ricorrendo sul lato sud ad una seconda vetrata al fine di assicurare un efficace isolamento acustico e garantire ottime prestazioni dal punto di vista
energetico. Le superfici vetrate saranno schermate mediante sistemi di oscuramento interni calibrati secondo i diversi punti cardinali al fine di garantire un elevata permeabilità alla luce naturale pur garantendo idonei ombreggiamenti (comfort visivo). Le chiusure opache saranno realizzate con pareti di cemento opportunamente isolate e rivestite con una facciata ventilata in pietra di botticino.

Le pareti opache saranno dotate di forature di diverse dimensioni al fine di creare una vera e propria “pelle traspirante” in grado di consentire il passaggio di luce ed aria in maniera diffusa pur
mantenendo il rispetto della privacy verso gli edifici circostanti e garantendo un idoneo grado di
isolamento.

L’edificio –impianto - il confort
Il benessere interno è garantito dalla somma degli effetti che l’involucro e gli impianti generano
negli ambienti nei diversi periodi di utilizzo. Il confort termo-igrometrico è ottenuto, sia in estate che in inverno, massimizzando la temperatura operativa interna e limitando le asimmetrie termiche. Questo risultato è possibile grazie all’elevata resistenza termica dell’involucro costruito con pareti opache perimetrali con trasmittanza non superiore a 0,2 W/m2Ke, il pavimento e la copertura con trasmittanza non superiore a 0,15 W/m2K che per le vetrate è pari a 1,3 W/m2K
Inoltre l’elevata massa ed inerzia termica delle strutture opache garantiscono in estate un adeguato sfasamento dell’onda termica entrante, mantenendo così una temperatura superficiale più bassa nelle ore del giorno (in cui i locali sono più utilizzati) e consentendo l’applicazione di strategie di ventilazione naturale per il free cooling notturno degli ambienti.

Il controllo puntuale della temperatura ambiente è poi garantito da un sistema di diffusione del
calore di tipo radiante, installato in parte a soffitto ed in parte a pavimento in funzione dei vincoli
architettonici. Particolarità di questo sistema è che sarà a bassa inerzia termica rendendo così
possibile un suo adattamento più rapido alle variazioni delle condizioni climatiche esterne ed ai
carichi termici endogeni.

Il sistema radiante partecipa attivamente all’innalzamento della temperatura operante dell’ambiente abitato garantendo così un elevato confort. La regolazione della temperatura è prevista realizzata in modo indipendente per ogni singolo locale così da evitare differenze di temperatura fra zone ad utilizzo omogeneo.

Anche la qualità dell’aria interna contribuisce a determinare un’adeguata condizione di benessere
interno. Per questo l’edificio sarà servito da un sistema di diffusione dell’aria di rinnovo
prevalentemente realizzata con diffusori a dislocamento: ad esempio inseriti nelle alzate dei gradini della sala lettura del piano terra, oppure con appositi diffusori microforati cilindrici nella sala del piano primo.

Tale metodo di diffusione dell’aria realizza un efficace “lavaggio” della parte bassa dell’ambiente occupata dalle persone; grazie poi alla ripresa effettuata nella parte alta si sottrae all’ambiente l’aria più ricca di inquinanti (VOC, CO2) che tende a salire in alto perché più calda.
La destinazione d’uso dei locali richiede anche una particolare attenzione alla qualità della luce.

Per questo il progetto prevede alcune pareti vetrate che massimizzano l’uso della luce naturale zenitale. In corrispondenza della vetrata a sud, che è invece irraggiata direttamente, è previsto uno schermo solare per il controllo sia della luce che del calore entrante.

L’illuminazione artificiale è poi realizzata con lampade di tipo misto :diretto ed indiretto, con
colorazione della luce variabile in modo da riprodurre l’andamento della luce solare nel corso del
giorno. Inoltre dei sensori di luminosità garantiranno un illuminamento costante in funzione della
quantità di luce naturale entrante.

Nell’area espositiva l’illuminazione di base sarà prevalentemente di tipo indiretto; appositi binari
elettrificati ospiteranno poi i corpi illuminanti a luce diretta che potranno essere posizionati al
meglio rispetto al tema dell’esposizione o dell’evento corrente.

L’edificio-impianto – l’efficienza energetica
Le elevate prestazioni di confort prima descritte non sono ottenute a scapito di un’elevata efficienza energetica dell’edificio che anzi è studiato per offrire prestazioni di eccellenza, come conferma la stima di classificazione nella classe A ai sensi della procedura di certificazione vigente in Regione Lombardia.

L’involucro, sia opaco che trasparente, limita ad esempio la dispersione termica invernale, e nel
contempo l’elevato fattore solare dei vetri posti a sud consente di avere un importante guadagno
termico passivo nei giorni soleggiati.

La facciata vetrata ventilata posta a sud modifica poi il suo comportamento nelle diverse stagioni: in inverno l’intercapedine si scalda più della temperatura esterna limitando così la dispersione termica dell’edificio, mentre nei periodi estivi l’attivazione della ventilazione, associata all’evaporazione dell’acqua della fontana sottostante, genera un effetto di raffreddamento riducendo la rientrata termica. Tale fenomeno può essere poi utilizzato nel corso della notte per raffrescare gratuitamente l’edificio, mediante l’automatica apertura di alcune finestre poste sia a sud che a nord.

Anche il tetto verde contribuisce significativamente allo smorzamento del calore; in estate grazie
anche all’evaporazione dell’acqua, dovuta all’umidità del terreno irrigato, si genera, nelle
immediate vicinanze della superficie, un effetto di raffreddamento evaporativo che riduce la
differenza di temperatura fra l’interno e l’esterno, riducendo di conseguenza il fabbisogno di
energia termica dell’edificio.

Anche i sistemi impiantistici a servizio dell’edificio sono stati pensati con performance energetiche
elevate.

La circolazione dei fluidi caldi e freddi è garantita da pompe e ventilatori a portata variabile.
L’energia elettrica da loro assorbita sarà quindi proporzionale alla sola richiesta termica e di
rinnovo dell’aria dei diversi ambienti.

Il ricambio dell’aria, per la sala lettura e lo spazio espositivo, avviene inoltre mediante un sistema di ventilazione meccanica controllata, con recupero di calore termodinamico, che consente di
minimizzare gli oneri per il riscaldamento invernale ed il raffrescamento estivo dell’aria esterna;
inoltre tale portata d’aria è regolata mediante sonde di CO2, le quali forniscono il reale livello di
qualità dell’aria ambiente. L’aria immessa sarà così proporzionale alla qualità ambiente rilevata
dalle sonde, minimizzando così l’associato consumo di energia termica.

Negli uffici del DUC il rinnovo dell’aria è invece effettuato sempre con un sistema di ventilazione
meccanica controllato ma con recupero di calore tradizionale a flussi incrociati.
L’adozione di un impianto terminale radiante (funzionante con acqua calda a bassa temperatura –
max 40 °C- e con acqua refrigerata ad “alta” temperatura – min 16 °C - ) consente di limitare le
perdite di calore nel sistema di distribuzione. L’utilizzo di acqua refrigerata a non più di 16 °C
permette inoltre nel periodo estivo di ottenere elevate performance anche dal gruppo frigorifero
condensato ad aria.

Per la produzione di calore si è ricorso al teleriscaldamento, soluzione imposta dalla normativa
Regionale vigente, scelta che rappresenta comunque un’elevata efficienza energetica su scala
cittadina.
-Schema dei principali elementi impiantistici
Anche l’impianto di illuminazione è completato con soluzioni tese a migliorare l’efficienza
energetica2. Abbiamo già accennato in precedenza ai sensori di luminosità che mantengono costante
l’illuminamento fra le diverse zone di un ambiente. Così facendo (oltre a garantire un elevato
confort visivo) si limita l’assorbimento elettrico delle lampade installate nei pressi delle vetrate. Nei
locali ad uso saltuario (es. WC) l’accensione delle luci sarà gestita da sensori di presenza.
Tali accorgimenti, uniti all’utilizzo di lampade a led consentono di raggiungere un elevato standard
di energetico del sistema illuminotecnico.

E’ noto che l’efficienza si ottiene anche mediante il corretto utilizzo dell’edificio. Per questo è stato
previsto che tutti gli impianti presenti siano supervisionati da un sistema tele gestibile, così che le
condizioni di funzionamento possono essere governate anche dalla postazione remota di personale specializzato, che grazie alla sua azione di messa a punto e controllo sfrutti al meglio le caratteristiche prestazionali del sistema edificio-impianto.

Infine si è ipotizzata l’installazione di un parco fotovoltaico di circa 150 m2 , la cui produzione di
energia elettrica si stima copra l’intero fabbisogno energetico degli uffici DUC.

La destinazione d’uso e l’ubicazione urbanistica dell’edificio non consente a nostro parere
l’installazione di altri sistemi di produzione di energia da fonte rinnovabile. E’ stata condotta una
verifica sulla possibile applicazione di un sistema solare termico con funzione di solar cooling, ma
lo spazio necessario per l’impianto avrebbe diminuito al superficie utile dell’edificio; la limitazione
ad uno scavo di soli 1,5 metri di profondità e la vicinanza del percorso della metropolitana cittadina ha fatto escludere anche l’installazione di pompe di calore geotermiche che avrebbero necessitato di profonde perforazioni del terreno.

L’edificio-impianto – l’efficienza idrica
Anche se la destinazione d’uso dell’edificio non prevede di per se grandi consumi di acqua, le
soluzioni costruttive, quali il tetto verde e la fontana, ne richiedono importanti quantità (soprattutto
nel periodo estivo).

Per questo motivo è stato previsto un sistema di recupero delle acque meteoriche mediante un
apposito serbatoio prefabbricato, installato interrato con ispezione dalla pavimentazione di
accesso lato via San Faustino. L’acqua così recuperata, oltre che per il tetto e la fontana, sarà utilizzata per alimentare le reti di scarico dei WC dell’edificio. Tale accorgimento unitamente all’installazione di rubinetteria elettronica temporizzata consente di limitare al minimo il consumo di acqua potabile.

L’edificio-impianto – la sicurezza
Non meno importante è la sicurezza degli ambienti oggetto del progetto, anche se il dettaglio normativo cogente rende quasi obbligate alcune delle scelte. L’intero edificio sarà servito da un sistema di rilevazione incendi a campionamento d’aria, che consente di limitare il numero di rilevatori installati ed evitare botole di ispezione per la manutenzione.

Il progetto prevede poi la predisposizione per l’installazione dei sistemi di antintrusione, TVCC e
controllo accessi, per lo sviluppo dei quali è necessaria la conoscenza delle specifiche esigenze del gestore dei luoghi

L’edificio-impianto - la manutenzione dell’opera
Gli impianti previsti a servizio dell’edificio si contraddistinguono per il limitato impatto in termini di manutenzione. Gli impianti termo fluidici sono infatti caratterizzati da centrali prefabbricate (es. refrigeratore d’acqua con gruppo idronico, sottocentrale per teleriscaldamento di tipo package), le quali presentano un elevato grado di ingegnerizzazione e quindi di affidabilità e semplicità di manutenzione.

In ambiente, soprattutto nelle aree aperte al pubblico, i terminali impiantistici saranno limitati al solo numero strettamente necessario, riducendo così gli interventi correlati al danneggiamento dei componenti in campo, parzialmente inevitabile in edifici simili a quello in oggetto.

L’uso di lampade ad elevata durata (fluorescenti e led) ridurrà inoltre l’intervento manutentivo anche dell’impianto illuminotecnico.

Stima costi di realizzazione
Opere da impresa edile 551.500 €
Opere da serramentista 285.000 €
Impianti elettrici (compresi corpi illuminanti) 180.000 €
Impianti di segnale 50.000 €
Impianti meccanici termo fluidici 290.000 €
Impianti fotovoltaici 70.000 €
Oneri sicurezza 18.500 €
---------------
Totale .1445.00 €
Redering vista interna


-Design:
Arch. Ing. Giuliano Venturelli
Carlo Beltracchi

-Optimization:
Ing. Marco Caffi,
Ing. Enzo Montini
Ing. Massimo Speziani

-3d Modeling:
Carlo Beltracchi
Alex Bocchi

-2d Drawing:
Andrea Romano
Ing. Enzo Montini

-Paper:
Tiziana Rizzi