ARCHITETTURA E CLIMA LOCALE: strategie innovative per ridurre i consumi energetici e rispondere alle esigenze di comfort estivo dell'area mediterranea. INCLUSIVITÀ E MUTAMENTO: nuovi modelli di fruizione degli spazi urbani e abitativi, capaci di supportare le nuove istanze sociali e interculturali. IDENTITÀ E COMPETITIVITÀ: focus su elementi distintivi architettonici, climatici e culturali della Toscana e più in generale dell'area mediterranea, per rilanciare la competitività delle aziende stimolando la capacità di cooperazione sui temi dello sviluppo sostenibile. TRASFORMAZIONE URBANA E QUALITÀ AMBIENTALE: stimolo del mercato delle costruzioni verso soluzioni appropriate alle nuove esigenze sociali e più compatibili con l'ambiente, per la transizione verso una città sostenibile. INNOVAZIONE E TRADIZIONE: valorizzazione delle tradizioni architettoniche per sviluppare componenti edilizie ad alte prestazioni energetiche e compatibilità ambientale.
Componenti
In collaborazione con l'azienda TARGETTI sono stati sviluppati un catturatore attivo di luce naturale (Sun Catcher) e, per la sua gestione, un sistema di controllo digitale della luce.
Lo scopo è la realizzazione di un sistema di controllo della luce che sia capace di una gestione flessibile e puntuale di tutte le funzioni principali dell’apparecchio luminoso .
Mediante l’integrazione con sensori di luce e di presenza è inoltre possibile realizzare un controllo automatico della luce con significativi risparmi energetici (tipicamente dell’ordine del 50%).
Il sistema attivo di cattura della luce naturale (Active Daylighting System) è composto da un collettore esterno che ha il compito di raccogliere ed incanalare la luce solare all’interno di un condotto rivestito con speciali film della 3M, la cui luce viene poi estratta ed utilizzata anche molto in profondità all’interno dell’edificio.
Il sistema è concettualmente innovativo ed ha prestazioni superiori rispetto ai sistemi esistenti:
- Il collettore è in grado di intercettare e catturare una grande quantità di luce, fino a circa 100.000 lumen.
- Il montaggio flessibile può essere sia a parete, permettendo anche l’installazione di moduli contigui per coprire le necessità di illuminazione di un intero piano, sia a tetto.
- La luce viene riflessa all’interno del canale di luce con una efficienza di trasmissione molto elevata (99,5%). Alla fine di un canale lungo 20m la luce trasmessa è circa il 90%.
- Il sistema fornisce all’interno di un edificio una luce di elevata qualità, con uno spettro continuo inalterato rispetto alla luce solare.
- La grande quantità di luce naturale catturata permette di realizzare consistenti risparmi energetici, poiché l’utente può fare a meno della luce artificiale per un tempo giornaliero di circa 7 ore (su media annua, dipende dalla latitudine e dall’orientamento dell’edificio).
Il Sun Catcher è stato installato in collaborazione con il CONSORZIO ETRURIA presso la nuova sede della CGIL a L’Aquila, inaugurata il 19 Febbraio 2011. Installato sul tetto dell’edificio, provvede ad illuminare il corridoio principale Inoltre sono stati montati dei sensori di luminosità e presenza in ogni ufficio e corridoio, in modo da poter ottimizzare i consumi in funzione del contributo di luce naturale e della effettiva presenza di personale. Tutti i consumi delle lampade vengono calcolati e confrontati con i consumi di un impianto tradizionale con la stessa potenza nominale. Nell’ingresso principale è installato un touch panel dal quale è possibile controllare l’intero impianto e visualizzarne in tempo reale i consumi, il risparmio energetico e la CO2 non emessa.
Microturbina eolica
In collaborazione con la MANNELLI, è stata ideata e progettata una microturbina eolica innovativa, integrata nella struttura di un’unità abitativa, che consenta di:
- ottenere una produzione di energia con vento leggero (a partire da 2 m/s);
- aumentare il rendimento energetico rispetto alle turbine tradizionali;
- integrare la costruzione nell'unità abitativa, diminuendone l' "impatto ambientale".
Tale configurazione potrà, essere integrata, ad esempio, in un tetto "a 4 spioventi" di tipo tradizionale.
L’obiettivo è di produrre 3000 KWh/anno capaci di assicurare la riduzione delle perdite di calore dovute ad un isolamento non ottimale o insufficiente dell’edificio, integrando componenti trasparenti dai ridotti coefficienti di trasmittanza termica e tecnologie per la produzione di energia da fonti energetiche rinnovabili.
AIW - Finestra dinamica con scambiarore di calore
La ricerca sta sviluppando un componente di facciata con scambiatore di calore integrato che potrà essere utilizzato in edifici per il settore terziario e per l’edilizia scolastica in quelle fasce climatiche caratterizzate da temperature invernali molto basse. La Smart Façade AIW, che attualmente è in fase di prototipazione in collaborazione con la ditta DAVINI di Lucca, è costituita da:
- Infisso superiore in lega di alluminio tripla camera
- Schermatura esterna verticale
- Scambiatore di calore
Il sistema di facciata garantisce:
- buone prestazioni di isolamento termico ed acustico,
- illuminazione naturale degli ambienti interni,
- night cooling durante le ore notturne dei mesi estivi in assenza dell’utenza, grazie alla presenza di un sistema di sicurezza domotico
- adeguati ricambi d’aria con buoni valori di comfort indoor.
I valori di trasmittanza garantiti dal sistema si attestato su un K di 1,2 W/mqK con una prestazione di isolamento acustico di 46 dB.
Esploso assonometrico della parte trasparente del componente di facciata AIW
Ipotesi di integrazione architettonica
integrazione del componente AIW. Sezione tecnologica
Domino - Finestra dinamica
In relazione all’analisi dei sistemi dinamici di facciata, si sono sviluppati nuovi componenti di involucro, capaci di assicurare la riduzione delle perdite di calore dovute ad un isolamento non ottimale o insufficiente dell’edificio, integrando componenti trasparenti dai ridotti coefficienti di trasmittanza termica e tecnologie per la produzione di energia da fonti energetiche rinnovabili.
Grazie alla collaborazione con la ditta DAVINI è stato sviluppato il prototipo DOMINO, applicato nel progetto del Centro Abita (prof. Marco Sala) con la Provincia di Lucca, per il Centro Competenze in Ambienti virtuali e ICT della Camera di Commercio (video intervista al direttore dei lavori ing. G. Cerri, Provincia di Lucca) a Lucca, e costituito da:
- un componente opaco che contiene gli elementi mobili (zanzariera scorrevole, schermatura scorrevole, vetro bassoemissivo scorrevole)
- un componente trasparente che garantisce un valore di trasmittanza Uf pari a 0,90 W/mqK.
Domino è stato presentato al Convegno internazionale Sustainable Environment in the Mediterranean Region: from Housing to Urban and Land Construction scale che si è tenuto a Napoli dal 12 al 14 febbraio 2012.
Prototipo: prospetto esterno
Prototipo. prospetto esterno
Integrazione del prototipo con pannello fotovoltaico nel Nuovo Centro in Ambienti Virtuali e ICT - Lucca
Focus Retrofitting
A portare fuori dalla crisi l’edilizia sarà il mercato della riqualificazione degli edifici esistenti. Lo sostengono ormai tutti i più autorevoli osservatori del mercato delle costruzioni.
Le risorse
Il Centro di Divulgazione e Formazione, costituitosi durante lo svolgimento del progetto Abitare Mediterraneo, è situato a Lucca presso il Polo Tecnologico Lucchese ed è gestito da LUCENSE.
Elemento caratterizzante è l’Esposizione permanente allestita nell’ambito del progetto Abitare Mediterraneo.
L’Esposizione, dedicata ad aziende produttrici e a centri di ricerca, è il “cuore” delle attività del Centro.
Il Catalogo Abitare Mediterraneo consente la ricerca di prodotti e tecnologie innovative per il settore edilizio finalizzate al risparmio energetico nel territorio del bacino del Mediterraneo.
Il progetto nasce dal raggruppamento di dodici aziende leader nella regione Toscana e Centri di Ricerca universitari coordinati dal Dipartimento di Tecnologia per l'Architettura e Design.
