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| E a s y H o u s e MODULAR BUILDING SYSTEM Armando Coppola - Ingegneria e Architettura

PARTECIPAZIONE ALLA XXI Triennale Internazionale di Milano 2016 " 21st Century. Design After Design"

EASY HOUSE - STUDIO TECNICO ING. ARCH. ARMANDO COPPOLA

info: tel/fax 0805422480 cell.3296582820 - via Carnia, 39 Bari [email protected] - [email protected]

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IL CONCEPT Il progetto Easy House è stato scelto per essere esposto alla Triennale di Milano, presso la location dell'Accademia di Brera; attraverso l'innovazione tecnologica di materiali e grazie al suo straordinario concept costruttivo, il sistema propone delle soluzioni ad alcune questioni chiave come la relazione tra sistema costruttivo e design; il rapportarsi alla crisi iniziata nel 2008; l'equilibrio e il rapporto tra design, nuove tecnologie e nuovi materiali; la ricerca progettuale quale attività circolare...

Il privilegio eccezionale di cui ancora gode l’Ente Triennale di Milano presso il BIE — ovvero l’Ufficio internazionale delle Esposizioni che gestisce le esposizioni universali e internazionali (come Expo Milano 2015) — è quello di tenere ogni tre anni un’Expo dedicata alle arti del progetto essendo la Triennale di Milano l’unica istituzione mondiale interamente dedicata alla promozione delle attività progettuali: dall’urbanistica all’architettura, al design, alla comunicazione; ciò consentirà un confronto dell'idea Easy House con il grande pubblico internazionale, offrendo enorme visibilità. Verrà allestito per l'occasione un modulo dimostrativo alto circa 3 m, con misure di impronta di circa 4 x 4 m, percorribile dal visitatore sia all'interno che al suo esterno. Sarà completamente rifinito con materiali innovativi ad elevate prestazioni energetiche anche grazie alla collaborazione con alcuni Partner come la Saint Gobain ed Enti di Ricerca quali l'Euromediterranean Center for Nanomaterial Modelling and Technology (ECMT) of Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Institute of Nanoscience di Lecce.

Sulle pareti esterne del dimostratore, ciascuna di circa 12 mq, verranno predisposti dei pannelli di comunicazione a colori riportanti la descrizione dell'iniziativa, il concept e lo spazio per i partner e gli Sponsor del progetto. All'interno, il design sarà protagonista divenendo anche veicolo di comunicazione di ogni dettaglio architettonico, costruttivo e tecnologico del sistema; essenziale sarà il ruolo delle texture e della luce artificiale. In copertura e su di un fronte, il sistema dimostrerà la sua facile integrazione con il verde nella realizzazione di coperture e facciate vegetali.





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In alto, si riporta l'esploso di una casa tipo con tetto verde piano, costruita con la tecnologia Easy House.

Lo scenario di riferimento

L'impiego di nuove tecnologie costruttive ad alte prestazioni energetiche in edilizia, insieme alla possibilità di utilizzare materiali riciclati derivanti da Costruzioni e Demolizioni (C&D)1, rappresentano oggi dei perfetti

1 Oggi in Italia si producono ogni anno 35 milioni di tonnellate di rifiuti da C&D solo il 10% di questi è riciclato mentre nel nord

Europa la media è del 90%. Questa pratica ha messo in moto, negli altri paesi europei, una profonda innovazione che ha permesso di ridisegnarne completamente i profili creando nuove imprese, lavoro e profitto nell’ambito strategico della green economy.





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indicatori per capire quanto l'industria delle costruzioni sia capace di immaginare la qualità del proprio futuro. Si parla troppo spesso di "crisi del settore delle costruzioni" senza comprendere di trovarsi in realtà dinnanzi a un segnale di un epocale cambiamento in atto. Oggigiorno il settore deve risolvere un'equazione apparentemente impossibile: da un lato gli standard normativi si sono molto innalzati ed evoluti, come ad esempio sicurezza strutturale e requisiti energetici (che in una costruzione tradizionale si traduce in un notevole aumento dei costi di produzione); dall'altro lato, pur in presenza di un crescente fabbisogno, è contemporaneamente diminuito in modo drastico il potere d'acquisto e l'accesso al credito dei privati e delle famiglie. Questo binomio, apparentemente antitetico, può rappresentare in realtà una delle più grandi opportunità del nostro tempo per chi riuscirà a offrire sul mercato edifici altamente performanti energeticamente, confortevoli e sicuri, ma a basso costo! Il concetto di sostenibilità energetica e ambientale, maturato in questi ultimi anni, dovrà necessariamente legarsi a quello della sostenibilità sociale ed economica: il prezzo di collocazione sul mercato del costruito, dovrà essere determinato a partire dalla disponibilità concreta del sistema finanziario per ciascun segmento di riferimento.

Gropius nel 1924 scrisse: "per l'economia di una nazione è di importanza capitale rendere più accessibile e più economica la produzione edilizia"; Le Corbusier ha detto: "il problema dei nostri giorni è la casa di abitazione; la grande industria deve interessarsi e inserirsi nell'edilizia... occorre produrre in serie gli elementi delle abitazioni...".

Il prodotto

Easy House è un sistema costruttivo brevettato altamente innovativo basato sull’utilizzo di componenti modulari studiati con una particolare conformazione che li rende molto resistenti “per forma" e incastrabili mutuamente; una volta realizzato l'involucro strutturale2, il completamento avviene secondo i principi della stratificazione "a secco" con materiali di ultima generazione che grazie a nanotecnologie sono in grado di offrire prestazioni termo-igrometriche elevate, unite ai requisiti di leggerezza e facilità di assemblaggio.

Secondo la recente normativa europea, il contenuto di materiali riciclati dovrà a breve raggiungere obbligatoriamente il 70% e questo rappresenta un serio problema in Italia.

2 L'offerta tecnica prevede essenzialmente due tipologie strutturali: 1) blocchi assemblati a secco che vengono poi armati con barre

e staffe prefabbricate ad hoc e quindi "gettate" con calcestruzzo nei compartimenti previsti; 2) blocchi assemblati e tenuti insieme a "secco" da un sistema di tiranti, piastre ed elementi speciali in acciaio che rendono la struttura allo stesso tempo resistente ma anche smontabile e riutilizzabile al 100%.





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Per applicazioni industriali, capannoni, grandi coperture, palestre e simili, è possibile la realizzazione di grandi luci, con misure disponibili oltre i 10 mt in luce libera da sostegni, per una profondità illimitata. Per hangar, ricoveri per nautica, depositi e coperture in zone a forte impatto ambientale ove è richiesto il requisito della reversibilità (zone costiere, forte valenza paesaggistica, etc....) è disponibile il kit anche in versione smontabile e recuperabile per successivi montaggi e usi. Tale soluzione si presta con grande utilità per attività temporanee, fieristiche, di spettacolo, infrastrutturali e impiantistiche mobili. La struttura è composta da gusci e blocchi modulari semplici da montare, completi di staffe speciali, travi e tirantature in acciaio che consento un rapido e "easy" montaggio a secco (ovvero senza l'utilizzo di calcestruzzo, malte, finiture a umido), altrettanto semplice da smontare e riutilizzare. I vantaggi

L’enorme potenziale del sistema Easy House scaturisce da quattro punti di forza fondamentali: basso costo, elevate prestazioni, facilità di montaggio, rapidità di montaggio. Il sistema presenta inoltre numerosi vantaggi quali biocompatibilità, autosufficienza energetica, facile integrabilità con tecnologie IT e domotiche, elevato grado di flessibilità in funzione del cambiamento della domanda; possibilità di innovazione continua grazie ai materiali utilizzati ed alle tecniche di prefabbricazione adottate. Easy House rivoluziona il modo di costruire trasformando il cantiere in una officina di montaggio, riducendo le tradizionali lavorazioni a umido e non lasciando spazio a errori di esecuzione e sorprese che possano influire sui tempi di consegna; tali caratteristiche comportano una drastica riduzione dei tempi di esecuzione e dei costi, rendendo possibile, ad esempio, la costruzione di una casa di 100 mq in 3 settimane, al costo di 650,00 € per ogni metro quadrato di costruzione rifinita, in Classe energetica A! Il mercato

Il sistema Easy House, consentendo di abbattere significativamente il costo/mq e il tempo di realizzazione rispetto ai sistemi costruttivi tradizionali (garantendo prestazioni analoghe o superiori), risulta ideale per le nuove tipologie di offerta richieste dall’attuale contesto socio-economico, ovvero:

- green buildings a elevata integrazione paesaggistica; - edilizia pubblica: social-housing/edilizia scolastica, sistemi edilizi per il recupero di aree

periferiche/rigenerazione urbana; - sistemi costruttivi di involucro con grandi "luci" ad alte prestazioni ma low-cost per il settore industriale

e sportivo; - consolidamenti/sopraelevazioni/ampliamenti con retrofit energetico per gli ampliamenti di edifici

esistenti; - case per resort turistici ecologici;





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- moduli abitativi temporanei (smontabili e recuperabili per nuovi usi al 100%) per l'architettura

dell'emergenza (eventi post catastrofici; emergenze umanitarie). Il team

Il team di lavoro coinvolge ingegneri, architetti e ricercatori universitari; le attività di R&S in corso coinvolgono alcuni ricercatori dell'Euromediterranean Center for Nanomaterial Modelling and Technology (ECMT) of Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Institute of Nanoscience di Lecce, operanti nel settore chimico-tossicologico e delle nanotecnologie, per la realizzazione di materiali plastici compositi nano-additivati . Innovazione di prodotto

I materiali avanzati proposti mediante l'impiego del sistema Easy House in ambito edilizio sono di tipo smart, in quanto in grado di variare le proprie caratteristiche in risposta a stimoli esterni (alla temperatura in particolare); si tratta di materiali a proprietà superficiali e di interfaccia nanostrutturati antiusura che, grazie a particolari conformazioni chimico-fisiche, sono in grado di fornire una elevata protezione da fattori ambientali di vario tipo; materiali property changing, (PCM) che modificano le proprie proprietà adattandosi ai sistemi ambientali attuando l'energy exchanging (in grado di convertire una forma di energia entrante in un’altra uscente in accordo con il primo principio della termodinamica). Innovazione di processo

Il sistema di costruzione proposto, consente l'attuazione di processi costruttivi in grado di garantire maggiore efficienza nell’impiego delle risorse ed efficacia nel raggiungimento di elevati obiettivi prestazionali dell'involucro edilizio, insieme ad una sensibile riduzione di tempi e costi di manodopera; si tratta di un vantaggio competitivo che permetterà all'azienda di fare fronte alla concorrenza preservando marginalità e profitti elevati. L’innovazione di processo, infatti, si traduce infatti in riduzione dei costi ed incremento della produttività e della qualità, non solo per quanto riguarda i processi di produzione, ma anche i processi di gestione dell’azienda, in cui l’innovazione offre un contributo enorme in termini di maggiore integrazione, quindi di maggiore fluidità, minori costi e maggiore recupero di profitti, nel rispetto delle normative tecniche e di sicurezza. Il processo edilizio del sistema si inserisce nell’ambito del green building e dell'architettura sostenibile. Requisiti prestazionali dei materiali componenti il sistema: • antistaticità e ridotta conducibilità elettrica; • assenza di emissioni nocive in fase di produzione, posa, uso e smaltimento finale; • buona resistenza al fuoco; • protezione al fuoco;





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• stabilità e durevolezza nel tempo; • inattaccabilità da muffe, insetti e roditori; • elasticità e resistenza a sbalzi di temperatura e umidità; • resistenza a sollecitazione chimica e meccanica; • assenza di radioattività; • elevata inerzia termica; • provenienza da risorse rinnovabili o riciclate; • riciclabilità; • provenienza da processi produttivi il più possibile esenti da nocività per i lavoratori e di ridotto impatto ambientale. Il sistema si distingue per i seguenti aspetti:

- impiego di tecniche avanzate di prefabbricazione, impiegando componenti progettate ad hoc e realizzate con materiali compositi (cls e malte speciali, polietilene, vetroresina, resina con RTM, alluminio); - impiego di nanotecnologie per l'isolamento termico mediante materiali a cambiamento di fase (PCM: componenti organici: questi materiali hanno la proprietà di accumulare calore allorché un innalzamento della temperatura ambientale superi la temperatura di transizione di fase della cera (paraffina, 25° C circa. Il calore, in questa fase, viene trattenuto ed accumulato, per poi essere rilasciato quando l’abbassamento della temperatura, in corrispondenza dell’escursione termica giornaliera giorno-notte, ne consente il rilascio, prefigurando l’opportunità di agire quale volano inerziale con l’impiego di una quantità di materiale circa 40 volte più leggero di altri materiali oggi usati in edilizia. Attenuando gli sbalzi termici in ambienti indoor, il materiale è in grado di assicurare una diminuzione delle emissioni di anidride carbonica degli edifici in cui è applicato. Con questo sistema l’impianto di riscaldamento o raffrescamento funziona senza picchi giornalieri di energia, con conseguente riduzione del costo economico. Studi sperimentali su particolari materiali della categoria PCM hanno dimostrato che l’applicazione in contesti climatici caldi (Centro-Sud Italia) consente di ridurre il consumo energetico e le emissioni di





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anidride carbonica di circa il 20% e migliora il comfort abitativo in estate e in inverno);

- tecniche costruttive innovative, ovvero ideazione di procedura innovativa per le fasi di montaggio in opera che semplificano e riducono difficoltà e tempi di assemblaggio;

- sistemi di raffrescamento passivo del sistema edilizio con ventilazione e micro ventilazione interna, sistemi di lavaggio termico dell'involucro;

- funzionamento bio-climatico e impiego di tecniche avanzate di pareti e coperture verdi (strati vegetazionali);

- impiego per il 70% di materiali riciclati ottenuti dal recupero di macerie di costruzioni, di plastica e fibre di carbonio rinvenenti dalla dismissione di prodotti e beni in dismissione;

- sistemi avanzati di controllo della qualità dei materiali e del confort ambientale in fase di progettazione e di produzione con sistemi informatici BIM;

- recupero delle acque grigie (meteoriche e dei servizi igienici); - impiego di tecnologie solari in copertura; - daylighting, ovvero esaltazione dell'illuminazione naturale; - sistemi di illuminazione artificiale ad alto rendimento e bassissimi consumi con tecnologie Led; - integrazione con sistemi ad accumulo termico per il riscaldamento passivo.

Il progetto tecnologico e strutturale del sistema Easy House, sia in riferimento alle caratteristiche di resistenza e prestazioni del singolo componente, sia in riferimento alle capacità di resistenza e di comportamento dell’involucro S/R (struttura/rivestimento) nell’insieme dell’unità costruttiva, verrà eseguito per ciascuna nuova costruzione con calcoli esecutivi, nell'osservanza delle normative vigenti, redatti mediante l’utilizzo di software specifici. Attraverso un’opportuna scelta dei materiali e un opportuno dimensionamento delle strutture, sin dal progetto ne verrà garantita la durabilità, essenziale affinché i livelli di sicurezza vengano mantenuti durante tutta la vita dell’opera. IL SISTEMA EASYHOUSE RISULTA ESSERE FORTEMENTE INNOVATIVO PER I SEGUENTI ASPETTI: a) Sistema di prefabbricazione misto a componenti leggere e trasportabili

L'innovazione è data dal fatto che i blocchi modulari prefabbricati sono di fatto delle casseforme a perdere tipo "blocchi-mattone" che possono essere facilmente trasportabili in KIT e montati in opera a secco grazie a un sistema a incastro progettato ad hoc fino all'ottenimento di una parete/copertura autoportante. Il sistema viene poi stabilizzato in situ con riempimento di materiale sciolto (pietrame e macerie selezionate da C&D riciclate)3 negli appositi serbatoi e con getto in calcestruzzo nelle apposite cavità per la formazione di pilastrini-nervature di irrigidimento, che costituisce l'unica lavorazione a umido per semplice colaggio

3 In alternativa, i blocchi si riempiranno con vermiculite o perlite.





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controllato; il completamento del sub sistema di chiusura verticale avviene mediante montaggio a secco delle pannellature esterne (tegumento-guscio) e interne (boiserie customizzate). b) Materiali innovativi e nanomateriali

L'impiego di materiali compositi a base di polietilene e resine epossidiche isoftalmiche strutturate con fibra in RTM (Resin Transfer Moulding) per la realizzazione dei blocchi prefabbricati del sistema, viene integrato con pannellature di controfodera sia all'interno che all'esterno; ad esempio le pannellature /boiserie a tutt'altezza sono costituite da pannelli modulari in gesso fibra additivato con nanoparticelle CPM per la termoregolazione (materiali a cambiamento di fase per l'assorbimento e il rilascio in determinate condizioni di sovrappressione di umidità o in surriscaldamento). c) Uso/Riuso di materiali dismessi

Uno dei punti di forza del sistema è l'impiego per circa il 70% di materiali riciclati: materiali plastici dismessi, pietrame e inerti, demolizioni di calcestruzzo, fibre di carbonio. Il manufatto, a sua volta, è riciclabile al 90%. d) Sistema di montaggio semplificato e rapido con montatori specializzati

L'organizzazione in Kit facilmente trasportabili delle componenti per ogni singolo manufatto da realizzare e il tempo breve necessario per il suo montaggio, mediamente di 2-3 settimane, rendono possibile la formazione di squadre di operai specializzati che si spostano sul luogo della realizzazione dell'opera architettonica in tutto il territorio nazionale e internazionale. e) Funzionamento bioclimatico

Grazie alla prefabbricazione di componenti speciali opportunamente conformati è possibile realizzare a basso costo involucri architettonici a funzionamento energetico attivo e passivo, ovvero rispettivamente integrando sistemi solari fotovoltaici e solari termici, oltre che generando meccanismi bioclimatici passivi mediante massa termica (grazie al riempimento di inerti dei blocchi di facciata e copertura) e raffrescamento passivo per scambio diretto con il terreno e ventilazione/microventilazione di involucro interno; lavaggio termico per ventilazione del guscio esterno della parete di chiusura in regime estivo, accumulo di calore e superisolamento per incremento di intercapedine d'aria ferma. f) Tecnica di progettazione e controllo qualità delle prestazioni

Prestazioni termiche a norma e certificabili a mezzo di simulatori multifisici (Sw COMSOL), impiego di tecnologia informatica per la progettazione e il controllo di tutte le fasi realizzative (BIM).





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g) Linguaggio architettonico e interior design

Realizzazione di green building mediterranei, con forte connotazione ecologica e integrazione paesaggistica a basso impatto ambientale, recupero delle acque meteoriche e autosufficienza energetica. FORNITURE E FASI DI LAVORO CONNESSE CON IL SISTEMA:

Opere metalliche, carpenterie, pressopiegature e taglio laser ;

Blocchi in resina caricata, polietilene, compositi in genere per la realizzazione delle componenti del sistema;

coibentazioni di involucro;

calcestruzzo, forniture edili (armature);

forniture impiantistiche elettriche/PV, apparecchiature di comando;

forniture impiantistiche meccaniche/clima, idrotermiche /solari termiche e geotermiche;

panelling esterno (pannelli in legno o laminati tipo HPL, GRC, PVC);

panelling interno (boiserie in legno, cartongesso, PVC);

forniture illuminotecniche (corpi illuminanti customizzati integrati con la struttura intradossale dei pannelli);

impianti e sistemi speciali (sicurezza, domotici, ICT);

infissi interni ed esterni di tipo smart;

sistema tetto e pareti verdi;

forniture di pavimentazioni e rivestimenti tradizionali (legno e ceramica);

apparecchiature e forniture sanitarie (sanitari, rubinetterie).





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SIMULAZIONI I DI CASE "GREEN" REALIZZABILI CON IL SISTEMA EASY HOUSE





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SIMULAZIONI DEGLI INTERNI

REALIZZAZIONI PLURIPIANO





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Il sistema costruttivo Easy House, presentato alla XXI Triennale di Milano 2016.

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