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INDICE

1. RIASSUNTO

2. CASA PREFABBRICATA SOSTENIBILE

2.1. Storie e radici della prefab home

2.2. Strategie per la sostenibilità ambientale dell’edilizia residenziale: norme e regolamenti in Europa

2.3. Il rapporto con il luogo

2.4. Sistemi prefabbricati per l’abitare ecológico

3. RICERCHE E SPERIMENTAZIONI SULLA PREFAB HOME

3.1. La casa prefabbricata “su misura” e “su progetto”

3.2. La casa-kit

3.3. Il mercato della prefab home: l’influenza delle politiche aziendali sulla

sperimentazione

3.4. Le motivazioni di una scarsa diffusione in Italia

4. ORIENTAMENTO E SCELTA DEI MATERIALI

4.1. Sistema solare pasivo

4.1.1. Studio della citazione

4.1.2. Clima torinese

4.1.2.1. Temperature

4.1.2.2. Precipitazioni

4.1.2.3. Venti

4.1.3. Considerazioni iniziali 4.1.3.1. Traiettoria solare 4.1.3.2. Effetto serra 4.1.3.3. Modalità di transmissione di energia nel edifici

4.1.4. Orientamento della casa e la scelta dei materiali 4.1.4.1. Orientamento per la captazione dell´energia 4.1.4.2. Raccolte distribuzione 4.1.4.3. Materiali per l'accumulo di energia

5. DIMENSIONATO DELLA CASA

6. SISTEMA DI “ LIGHT FRAMING”

6.1. Caratteristiche differenzianti del sistema 6.2. Classi d´impalcatura leggera 6.3. “ Platform system”

6.3.1. Comportamento strutturale 6.4. Processo costruttivo

6.4.1. Fondazione 6.4.2. Solaio 6.4.3. Travetti 6.4.4. Tràvi 6.4.5. Montanti 6.4.6. Erezione dei muri 6.4.7. Tetto inclinato

7. CALCOLI 7.1. Calcolo di captadori solari termici 7.2. Calcolo di captadori solari fotovoltaici 7.3. Calcolo di trasmittanze

8. PIANI 8.1. Situazione 8.2. Pianta 8.3. Pianta delimitata 8.4. Prospetto Nord e Sud 8.5. Prospetto Est e Ovest 8.6. Pianta travi e travetti 8.7. Pannelli strutturali 8.8. Pianta montanti 8.9. Coperta 8.10. Sezioni

9. BIBLIOGRAFIA

10. ANNESSI

10.1. Schede tecniche

10.1.1. Cartongesso

10.1.2. Fibra di cellulosa

10.1.3. Lana di roccia

10.1.4. OSB

10.1.5. Pannelli in legno lamellare

10.1.6. Pannelli solare

10.1.7. Pannelli fotovoltaici

10.1.8. Tunnel solare

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1. RIASSUNTO

Il contesto di questa tesi è la realizzazione di una casa prefabbricata che possa soddisfare i bisogni

degli utenti che abitano in lei senza che si produca un alto impatto ambientale.

Architettura ed ecosistema sempre hanno andato legati, perciò bisogna un cambio di atteggiamento

nella forma di costruire le case. Un'iniziativa che faccia che l'edificio è una parte più dell'ambiente e

che possa realizzare il suo ciclo di vita come lo fa la natura. Per questo motivo è essenziale il disegno

dell'edificio, che è simile ad una pianta che si muove per potere ricevere migliore i raggi del sole. In

questo contesto gioca una carta molto importante il disegno e l'orientamento delle case.

Con un buono orientamento della casa si può conseguire un grande risparmio di energia e dunque di

denaro. Per ciò bisogna uno studio previo dell'ambiente, il clima che possiede la zona ad edificare, le

precipitazioni, i venti, l'incidenza solare... per potere avere la maggiore resa della casa.

Nostra casa l'abbiamo realizzato con un sistema prefabbricato (platform frame) che fa che con una

buona disposizione di elementi di legno si possa conseguire la stessa affissione della struttura come

se è realizzato in formigò. Giacche il legno ha un processo di prefabbricazione di sotto colpisco

ambientale, questo sistema è idoneo per il fine cercato: non danneggiare l'ecosistema.

Si deve fare una grande selezione di materiali, che ci diano le maggiori esigenze tecniche ma che nel

suo processo di fabbricazione è del minore impatto ambientale possibile, asi come il suo tramonto in

opera.

Per ultimare bisogna il disegno di installazioni addizionali al tradizionale ( pannelli solare termici,

pannelli solare fotovoltaici, aerogeneradores, geotermia..) che conseguano che possiamo conseguire

tutta l'energia che ha bisogno nostra casa di una forma pulita.

Un buono convinacion di tutti questi elementi ad avere in conto è il risultato del “Passive house”, o

“Casa 0”, , che da soli possono soddisfare tutti i suoi bisogni.

2. CASA PREFABBRICATA SOSTENIBILE

2.1. Storie e radici della prefab home

Osservando le costruzioni romane, i templi greci, nonché gli obelischi egizi, preformati in cava per predisporne la lavorazione fuori opera, è possibile constatare, considerando l’alto livello di ingegnerizzazione delle suddette opere, come anche questi antichi popoli utilizzassero comunemente la prefabbricazione. Potremmo, quindi, con Vittorio Chiaia definire questa una “prefabbricazione ante litteram”, intesa come particolare organizzazione dell’edilizia basata sulla razionalizzazione dei procedimenti costruttivi e sulla riduzione delle operazioni da svolgere in cantiere. La storia della prefabbricazione ha il suo inizio ufficiale nella prima metà del XIX secolo, paralelamente allo sviluppo di nuovi materiali (ghisa, ferro, acciaio, cemento armato) e al rinnovamento delle tecniche dovuto alla rivoluzione industriale. La prefabbricazione è, infatti, inserita all’interno dei processi dell’industrializzazione edilizia, dal momento che opera la scomposizione dell’edificio nelle sue parti componenti, le realizza separatamente nelle sedi più idonee e trasforma il cantiere in un’officina di montaggio. La diffusione in Inghilterra di elementi portanti in ghisa dal 1780 e di quelli in acciaio dal 1855 decretò, con la produzione in serie, la nascita della prefabbricazione in officina. Dal momento che per la nascente civiltà industriale era determinante la facilità dei trasporti, le prime grandi realizzazioni riguardarono le infrastrutture ed in particolare la costruzione di ponti, stazioni ferroviarie, stabilimenti portuali e, successivamente, mercati, gallerie commerciali, borse valori ed edifici per le grandi esposizioni universali. Tra questi ultimi va ricordato il Crystal Palace realizzato a Londra (in Hyde Park) da Joseph Paxton (1801-65) nel 1851 per la Great Exhibition, prima Esposizione Universale. Come afferma Guido Nardi (2004) “questo edificio può essere considerato esempio emblemático dell’accettazione delle logiche produttive, sottese all’applicazione del ferro, che andavano delineando nuove concezioni strutturali. La necessità di realizzare un grande edificio in un tempo assai ridotto indusse Paxton a progettare un organismo i cui elementi potessero essere prodotti in serie e montati con estrema facilità. Emergono in questo senso elementi progettuali di grande novità come, per esempio, la coordinazione modulare, la definizione puntuale del dettaglio costruttivo, la programmazione delle modalità e delle fasi di assemblaggio, il design del componente: tutti temi che anticipano i paradigmi della progettazione industriale matura”. Temi che negli Stati Uniti d’America trovavano ampia rispondenza, già a partire dai primi decenni dell’Ottocento, con gli insediamenti residenziali prefabbricati noti come Log Cabin o Compact House, e poi con il Balloon Frame, procedimento costruttivo ideato da George W. Snow, a cui viene attribuita la paternità ufficiale, nonostante tale tecnica costruttiva, sviluppata intorno al 1830, come afferma G. E. Woodward, “può essere fatta risalire alla primitiva colonizzazione della prateria, dove era impossibile disporre di legname di grosso diametro e di mano d’opera specializzata … Il Balloon Frame non è stato creato da nessuno e nessuno ne reclama l’invenzione”. In Nord America, infatti, sin dal 1624 i coloni inglesi, trasportavano dalla madre patria, a bordo di grandi navi da pesca, case prefabbricate in legno economiche e veloci da montare. Inoltre, è dal 1840 che le fabbriche in Inghilterra e America producevano house kits da esportare in California, come alloggi temporanei per i minatori durante la corsa all’oro del 1849. Case in legno e anche molti edifici in ferro, venivano spediti agli acquirenti e la richiesta fu tale che nuovi insediamenti furono interamente costruiti con prefab homes. Tra le sperimentazioni del primo Novecento vi sono le ricerche e i progetti che utilizzano prefabbricati in calcestruzzo, come gli studi dell’architetto americano Grosvenor Atterbury e dell’inventore Thomas A. Edison. In Francia, negli anni Venti, Le Corbusier inizia le sue ricerche sulla cellula di abitazione da prodursi in serie. L’architetto svizzero già nel 1914 con Max Dubois aveva disegnato la Maison Dom-ino e nel 1921, due anni dopo che Walter Gropius costituì il Bauhaus, in un articolo per la rivista L’espirit Nouveau, introdusse un concetto rivoluzionario: la machine à habiter, sostenendo che la casa è una macchina da abitare . Affermava “se il problema dell'abitazione, dell'appartamento, venisse studiato come si studia un telaio d'automobile, si

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vedrebbero rapidamente trasformate e migliorate le nostre case. Se le case fossero costruite industrialmente, in serie, come dei telai di automobile, si vedrebbero sorgere rapidamente forme inattese, ma sane, definibili, e l'estetica verrebbe formulata con una precisione sorpredente”. In base a tali teorie ideò: Maison Voisin, prototipo di una nuova tipologia abitativa, frutto dell’integrazione tra il concetto dell’alloggio minimo e quello di automobile, e Maison Citrohan che, se pur mai realizzata, fu concepita come modello per l’edilizia residenziale di massa. E’ chiara l’assonanza del nome con quello della nota azienda automobilistica francese Citroen, “le case non sono altro che nuove realizzazioni a catena di montaggio. Occorre creare lo spirito della produzione in serie, lo spirito di costruire case in serie, lo spirito di concepire case in serie”. Negli stessi anni, in Germania, Gropius, fondatore della Bauhaus, fu un ardente fautore della produzione edilizia di massa, e pertanto la sua influenza nel campo della prefabbricazione fu straordinaria non solo per le sue esperienze dirette quanto per le sue posizioni teoriche. Infatti fu sostenitore di un’architettura capace di determinare alti “standard” abitativi per tutti e non solo ville per pochi privilegiati. Come afferma Chiaia (1963): “i suoi insegnamenti volti a spingere la ricerca di nuove forme più adatte ai materiali impiegati, ad incoraggiare l’adozione di un modulo, a dissipare sciocche paure di monotonia dovute a tipizzazione e standardizzazione… La prefabbricazione andava secondo Gropius, inquadrata nell’ambito di un più vasto movimento di industrializzazione: da realizzarsi con un lento processo di <evoluzione>, non di <rivoluzione>, che avrebbe interessato talune parti comuni a moltissimi edifici e non la struttura completa di pochi”. “L’architetto dell’avvenire disporrà, come in un gioco di costruzioni, di una grande varietà di parti staccate e intercambiabili dell’edificio, fabbricate in serie, a macchina, poste liberamente in vendita – gli serviranno per comporre come vorrà, edifici di diversa forma e varia, grandezza” in tal modo si potrà far fronte “al desiderio del pubblico di dare alla propria casa una forma che la distingue dalle altre… senza dover rinunciare al principio della fabbricazione in serie dei singoli elementi”. Tra il 1926 ed il 1928 sperimentò nella costruzione del sobborgo di Toerten – Dessau, l’utilizzo di elementi prefabbricati; nel 1927, per il piano di Weissenhof Seidlung nei pressi di Stoccarda, il montaggio a secco di due case unifamiliari a struttura d’acciaio e rivestimento in lastre di Eternit e nel 1931 case prefabbricate in grandi pannelli di rame. Nel 1941, in collaborazione con l'architetto tedesco Konrad Wachsmann, sviluppò un sistema per la costruzione di muri divisori realizzato dalla General Panel Costruction, azienda statunitense produttrice di componenti prefabbricati. In Europa la diffusione dei metodi industrializzati in architettura e principalmente nell’edilizia di tipo economico, viene proposta e teorizzata dal Deutscher Werkbund e dal Bauhaus che, con le avanguardie italiane (Manifesto dell’architettura futurista di Antonio Sant’Elia, 1919) e quelle sovietiche raccolte intorno al Vchutemas, promuovono un nuovo linguaggio espressivo adeguato alla società della macchina, “per la prima volta la tecnologia entra a pieno titolo a far parte della riflessione sull’architettura”. La sfida di sperimentare nuove forme dell’abitare in relazione al tema dell’industrializzazione dell’edilizia fu colta da alcune delle figure più rappresentative del Movimento Moderno, tra cui l’architetto Richard Buckminster Fuller che nel 1927 progettò un esempio di casa futurística chiamata 4-D Dymaxion House, una proposta innovativa che, nonostante l'interesse destato agli inizi, non incontrò il favore del pubblico. Ideò una abitazione di forma esagonale che, per liberare l’area di sedime, era sospesa in aria, sorretta da cavi appesi ad un pilone centrale, con struttura portante in alluminio, pareti trasparenti e pavimenti di gomma rigida. Un prototipo di 11 metri di diametro fu costruito nel 1946 a Wichita, con la variante che la sagoma, invece che esagonale, era rotonda con tetto curvo. La sua intenzione era fabbricare questi edifici in serie come fossero automobili, trasportandoli con elicotteri. Durante la II Guerra Mondiale, data la necessità di alloggi per i soldati, Fuller propose Dymaxion Dwelling Machine, che poteva essere spedito ovunque e montato in poche ore. Nel 1948 l’architetto americano con i suoi allievi progettò una casa pieghevole per sei persone da poter trainare come una roulotte. Una volta dispiegata essa disponeva di una camera da letto, un soggiorno, una cucina e perfino di due bagni, ma per assurdo le mancavano muri e tetto. Qualche anno prima (1945), nel Regno Unito, Carl Koch, in collaborazione con gli architetti Callender e Jackson progettava, per conto della Inc Acorn di J. R. Bemis, la casa pieghevole Acorn, realizzata completamente in officina con lo scopo di offrire, in tempi brevi, alloggi a prezzi accessibili alle famiglie dei soldati di ritorno dalla

guerra. La casa, ripiegata su se stessa, veniva trasportata al sito e dispiegata facendo ruotare le pareti ed il tetto su apposite cerniere e avvitando i punti di contatto. Vanno ricordate anche le sperimentazioni dell’austriaco Richard Neutra che, sin da quando studiava sotto la guida di Adolph Loos, si interessò ai processi di prefabbricazione. Uno dei sui più noti progetti in questo settore fu casa Diaton, che utilizzava lastre prefabbricate in farina fossile. L’impiego di questo materiale, studiato da Neutra sin dal 1925, fu poi largamente impiegato oltre che in Austria anche in Inghilterra e Cecoslovacchia. L’architetto austriaco comprese che il problema dell’economicità di una costruzione è legato ai suoi tempi di esecuzione; per questo motivo pianificò un sistema di gestione dell’intero processo di progettazione e costruzione tale da ridurre gli imprevisti e le eventuali varianti rispetto al programma stabilito. Negli anni Trenta Albert Frey progettò Aluminaire House una delle prime case costruite in America in acciaio e alluminio: il prototipo, costruito in dieci giorni, rappresentava un alloggio prefabbricato che, se prodotto in grossi quantitativi (10.000 unità), sarebbe risultato abastanza economico ($ 3.200). L’architetto prese in prestito la filosofia della General Homes Corporation. Il general homes modeled era, infatti, un metodo di costruire case ispirato alla General Motors (l’azienda produttrice di automobili), la compagnia assemblava parti dell’edificio prodotte da altre aziende. “The house of moderate cost is not only American's major architectural problem but the problem most difficult for her major architects” affermava Frank Lloyd Wright che, in risposta all’esigenza di edifici a basso costo, sviluppò il progetto Usonian house, disegnando tra il 1930 ed il 1940 più di due dozzine di case per il ceto medio, utilizzando blocchi modulari da assemblare in un’ampia varietà di modi. Egli già nel 1923 aveva, per la casa di M. Millard, impiegato tali sistemi utilizzando lastre prefabbricate in cemento connesse tra loro da un reticolo di tondini di acciaio. Dopo la seconda guerra mondiale, per favorire una rapida ricostruzione, il governo americano finanziò molte aziende di case prefabbricate, all’incirca 75, che ne realizzarono oltre 200.000 unità. I prestiti federali furono elargiti anche alla succitata General Panel Corporation e alla Luston Corporation, azienda di case prefabbricate in pannelli d’acciaio, che nel 1948 ricevette 20.000 ordini, alla maggior parte dei quali non fu capace di far fronte per difficoltà di trasporto. Le consegne furono limitate a 2000 unità. In quegli anni lo speculatore edilizio William Levitt usò strutture prefabbricate per realizzare intere comunità, ricostruendo i sobborghi americani con piccole case unifamiliari a basso costo. Tra il ’47 e il ’48 costruì 150 case a settimana, fino a raggiungere i dodici milioni di abitazioni. La sua attività fu tanto intensa che uno degli insediamenti di sua costruzione fu denominato Levittown (nei pressi di New York). Va ricordato, inoltre, che nel periodo postbellico John Entenza, editore della rivista Arts and Architecture, lanciò il Case Study Houses program: 36 case, che tra il 1945 ed il ’62, sarebbero state disegnate da architetti del calibro di Richard Neutra, Pierre Koenig, Craig Ellwood, Charles e Ray Eames. Le case progettate dagli Eames erano completamente costruite con parti prefabbricate, per lo più in acciaio; “it was the idea of using materials in different way, materials that could be bought from catalog” sosteneva Ray Eames. Il lavoro dei due architetti americani si concentrò sullo sviluppo di pezzi per la produzione seriale che tenessero conto degli ideali democratici dell’epoca e delle possibilità offerte dall’innovazione industriale, producendo il meglio per il maggior numero di persone e al minor prezzo. La loro stessa residenza privata rientrò nel programma Case Study. Il progetto di Eames House fu oggetto di un’attenta ricerca al fine di integrare la costruzione nell’ambiente circostante, proponendola come segno armonioso di una presenza umana che non disturba l’equilibrio del luogo. Meritano menzione anche le Beach Houses progettate negli anni ’50 da Andrew Geller: piccole abitazioni per vacanza, di minimo impatto ambientale e dall’architettura avveniristica. Scelte a catalogo, queste case temporanee in legno erano facili da montare e smontare in pochi giorni. Tra i numerosi modelli: la A-Frame houses o Reese House, le case-palafitte Pearlroth House e Hunt House, la Lynn House, la Jossel House e la Eileen Hunt House. Così come accadde per i capi d’abbigliamento col passaggio dalla sartoria all’industria tessile, il prodotto-casa cominciava a non essere più “confezionato su misura” per i fruitori, ma costruito attorno ad una tipologia di utenza.

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Seguendo la scia delle sperimentazioni americane, anche in Europa si scoprono le potenzialità offerte dal tema delle abitazioni prefabbricate in serie. Tra gli anni trenta e sessanta le ricerche del francese Jean Prouvè segnano, in questa direzione, una svolta cruciale, approfondendo la distinzione tra struttura e tamponamento, promuovendo un nuovo rapporto tra l’edificio, lo spazio e il tempo e sperimentando nuove soluzioni legate alla intercambiabilità e trasformabilità. La sua filosofia si basava sul risparmio di tempo, materiale e forza lavoro, senza per questo trascurare nemmeno il più piccolo dettaglio. “E’ un dato di fatto – sosteneva – : gli oggetti altamente industrializzati, sia che viaggino, volino o stiano fermi, sono in uno stato di perpetuo sviluppo che ne migliora costantemente la qualità e perfino i loro prezzi diventano più bassi. L’unica industria che non funziona è l’industria delle costruzioni”. Su richiesta del Governo francese, per il programma pilota di Meudon, nel 1949 progettò uno schema abitativo destinato alla produzione di massa, studiò quattordici varianti di case, denominate maisons standard métropole , basate su uno scheletro metallico in grado di essere montato senza ponteggi e con caratteristiche estetiche molto curate. Le piccole case, trasportabili e prefabbricate, erano un esempio di qualità, leggerezza, economicità, resistenza e innovazione nell’uso dei materiali (le fer, l’acier… c’est mon truc). Tra i suoi progetti: le Maisons à portiques (1939-1947), per le quali l’Atelier Jean Prouvè ottenne l’incarico dal Ministero per la ricostruzione e l’urbanistica di fabbricare 800 alloggi provvisori per i sinistrati di guerra, le Maisons tropicales (1949), le Maisons coques (1950 – 1952), una sequenza di coperture a guscio ricavate da elementi piegati a shed che poggiavano sulle facciate o sulle pareti interne. Le case a guscio furono, in seguito, realizzate in molteplici varianti. Negli anni che seguirono l’immediato dopoguerra “il dibattito sull’industrializzazione edilizia è concentrato, come afferma Nardi, sulla discussione tra i fautori della cosiddetta prefab bricazione chiusa e i sostenitori della progettazione per componenti; la prima si identifica con l’uso di uno schema predeterminato e attraverso correlazioni univoche. La seconda consiste nell’assunzione di elementi correlati secondo criteri non stabiliti a priori: si sottintende quindi una discreta libertà di assemblaggio”. Sperimentazioni di unità edilizie progettate in base ai principi della prefabbricazione chiusa si svilupparono, in particolar modo, negli anni 60. Con la nascita della metropoli, infatti, si intensificò l’interesse per le grandi opere urbane a metà strada fra architettura ed urbanistica: macro strutture che rappresentano un nuovo modo di concepire la città. L’elemento base di queste opere non era il componente architettonico, ma l’unità abitativa, la cellula, che si ripeteva fino a perdere la sua individualità all’interno di un organismo più complesso. Unità minime prefabbricate, essenziali e tecnologiche, completamente assemblate in fabbrica, predisposte al trasporto su ruote, per mare, o in elicottero, spostate con gru e fissate al resto della struttura, erano già pronte per essere abitate. Chiara espressione della prefabbricazione pesante la cellula può divenire parte di un sistema aperto, modificabile nel tempo, espandibile all’infinito. Pionieri di questo nuovo modo di fare architettura furono Le Corbusier che, seguendo l’analogia del casier à bouteilles progettò l’Unitè d’habitation (Marsiglia, 1946), B. Fuller, K. Wachsmann. Dai Plug-in city degli Archigram, che immaginavano città costruite dall’aggregazione di elementi capsulari, ai “mattoni abitati” di Paul Rudolph, dall’Habitat di Montreal di Moshe Safdie alle cellule ipersofisticate di Kisho Kurokawa36 , l’idea di un’architettura che si costruiva e si ricostruiva continuamente come un organismo vivente, formato da cellule spaziali ad obsolescenza programmata e prodotte in serie dall’industria, fu ad un passo dal trasformarsi da utopia a realtà. Negli Stati Uniti, in quegli anni, si diffuse, inoltre, l’Advanced Technology House, concepita come unità abitativa autosufficiente (controllabile tramite computer) da realizzarsi con moduli adattabili a diverse configurazioni spaziali e a differenti contesti. Degli stessi anni furono anche le sperimentazioni che adottavano materie plastiche; considerando il costo elevato del metallo, la plastica sembrò il materiale ideale per la “casa del futuro”, tanto che fu utilizzata anche nei progetti di Fuller. L’interesse verso questo nuovo materiale era tale che nel 1957, una casa di plastica, progettata dalla Monsanto Corporation e costruita al MIT da Dietz, Heger e McGarry, fu esposta a Disneyland e visitata da oltre 20 milioni di visitatori e nel 1968 il finlandese Matti Suuronen progettò la cosiddetta Futuro House a forma di ufo. Ben 72 prototipi di case in plastic furono realizzati fra il 1956 e il 1971.

L’utilizzo di sistemi prefabbricati, dagli anni Cinquanta in poi, non interesserà più il solo campo dell’abitazione ma anche quello della progettazione di opere pubbliche di grandi dimensioni e di notevole impegno finanziario, e quello degli interventi destinati al settore dell’emergenza abitativa. Tra le nuove sperimentazioni, nell’ambito della ricerca sui moduli abitativi, il futuristico programa Zip Up di Richard Rogers che tra gli anni ‘60 e ‘70 crea modelli funzionali, gradevoli e facili da mantenere, dotati di grande flessibilità e di un funzionamento attento al risparmio energetico, con molteplici configurazioni alternative per creare abitazioni del tutto personalizzate. Partendo da questi concetti, Richard Rogers sviluppò l’idea dell’“Abitazione Autonoma”, funzionante come un piccolo ecosistema, in grado di riciclare acqua e rifiuti e di provvedere autonomamente a se stessa dal punto di vista energetico. In conclusione, una citazione dal testo di Vittorio Chiaia, che già nel 1968 prefigura uno scenario culturale e produttivo di grande attualità:“è prevedibile che in futuro diventerà sempre più difficile tracciare una linea di demarcazione tra la casa <prefabbricata> e quella di costruzione tradizionale: già adesso circa un terzo delle case viene costruito con un’alta percentuale di prodotti prefabbricati al posto dei manufatti tradizionali. In avvenire, quindi, presenterà forse maggior interesse il grado di prefabbricazione di ogni casa piuttosto che il numero di case totalmente prefabbricate prodotte. Non di meno anche la produzione di case totalmente prefabbricate è destinata ad aumentare: probabilmente sarà monopolio di poche e forti ditte, ben organizzate in ogni singola fase di progettazione, produzione e smercio”.

2.2. Strategie per la sostenibilità ambientale dell’edilizia residenziale:norme e regolamenti in Europa

L’obiettivo dello sviluppo sostenibile sancito nel 1987 con il Rapporto Bruntland e ripreso più volte sulla scena internazionale (es. “The Earth Summit” Forum di Rio de Janeiro, Conferenza su “Ecological Architecture” dell’UIA42, 1992; Earth Summit di Johannesburg, 2002) viene accolto nel vecchio continente nella prima (Aalborg, 1994) e seconda (Lisbona, 1996) Conferenza Europea sulle città sostenibili e in diverse direttive della Comunità Europea in materia di rendimento energetico nell’edilizia, uso razionale dell’energia, produzione di materiali per la costruzione, riduzione degli inquinamenti. E’ ormai noto, infatti, che l’edilizia, a livello mondiale, incide per circa un terzo sul consumo totale di energia e per il 40% su quello della produzione di materiali. In Europa, dove il mercato della costruzione rappresenta il 10% del PIL e il 7% della manodopera, gli edifici assorbono la quota maggiore del consumo totale d'energia (42%) e producono il 35% circa delle emissioni di gas a effetto serra. Alla luce di quanto detto, in adesione al Protocollo di Kyoto (entrato in vigore nel febbraio del 2005) e in virtù di una maggiore coscienza ambientale è stato avviato un processo per la emissione di norme, regolamenti e strumentazioni ad oggi in continuo sviluppo. L’evoluzione della normativa ambientale e l’introduzione del concetto di eco-efficienza nel settore produttivo hanno determinato l’introduzione, nel campo delle costruzioni, di un approccio life cycle, che permette il controllo e la gestione degli impatti ambientali in tutte le fasi del ciclo di vita di un prodotto, sposando il concetto di “cradle to grave” (dalla culla alla culla) o meglio quello di “cradle to cradle” (dalla culla alla culla), che sottolinea la necessità di progettare il riutilizzo o riciclo dello stesso prodotto o dei materiali di cui si compone. Va sottolineato che sino ad ora, data la complessità del processo edilizio, la possibilità di estendere il Life Cycle Assessment (analisi del ciclo di vita, LCA) all’intero manufatto architettonico è ancora in una fase di approfondimento e di ricerca, nonostante sia la strada auspicata anche dall’UE come affermato nell’Action Plan for sustainable construction,COM(2007) 860 (This Action Plan describes the implementation of the Lead Market Initiative in the field of Sustainable construction: towards an integrated life-cycle oriented approach) che sottolinea come l’utilizzo della LCA e l’analisi costi-benefici nella costruzione di opere pubbliche può facilitare lo sviluppo di una pratica diffusa nella realizzazione di edifici sostenibili. In Italia, il metodo denominato “Protocollo Itaca”, sviluppato, nel 2003, da una equipe di ricercatori afferenti al gruppo Itaca, associazione federale delle Regioni e Province Autonome, risultato della collaborazione tra 15

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regioni, ha adottato la struttura, il sistema di pesatura e di attribuzione del punteggio del Green Building Challenge, modificandoli per adattarli al nostro contesto nazionale. Importante ricordare che con la 2002/91/CE il Parlamento e il Consiglio Europeo approvano una direttiva che invita gli Stati membri a certificare le perfomance energetiche degli edifici, in virtù di una politica ben più vasta che la Commissione Europea porta avanti per il risparmio energetico. L’Italia recepisce le indicazioni della CEE con la legge 10 del 1991 (Norme per l’attuazione del Piano energetico nazionale in materia di uso razionale dell’energia, di risparmio energetico e di sviluppo delle fonti rinnovabili di energia) e con i d.lgs 192/205 e 311/2006 che introducono, anche nel settore dell’edilizia italiana, la centralità di politiche sul rendimento energetico quali strumenti di tutela dell’ambiente e di orientamento dello sviluppo secondo una direzione sostenibile. Va sottolineato che la mancata adozione di decreti attuativi determina delle carenze in materia di certificazione dello standard energetico degli edifici, carenze colmate in altre Nazioni europee, a partire dagli anni Novanta, attraverso dei veri e propri sistemi di certificazione ad adesione volontaria. Tra questi, citiamo: - l’inglese BREEAM - lo standard Minergie della Svizzera, - lo standard tedesco Passivhaus53, - l’HQE in Francia, - l’Energy Rating danese (di applicazione obbligatoria dal 1997). In Italia, nel 2002, la Provincia Autonoma di Bolzano ha cercato di colmare tale gap istituendo due marchi CasaClima e CasaClimapiù con i quali vengono certificati i consumi energetici degli edifici, orientando gli operatori verso una progettazione ecosostenibile delle nuove realizzazioni.

2.3. Il rapporto con il luogo

Anche se può apparire considerazione ovvia che la progettazione di residenze prefabbricate deve rispettare i principi dell’architettura ecosostenibile, va però precisato che mentre alcuni di tali principi ben si coniugano con le caratteristiche della costruzione fuori opera, altri appaiono difficilmente integrabili. Tale constatazione nasce soprattutto dall’analisi delle cosiddette “case chiavi in mano” che, immesse sul mercato dalle aziende leaders nel settore, negli ultimi anni stanno subendo un consistente sviluppo. Il limite principale che si riscontra in queste realizzazioni è riconoscibile nella incapacità di comunicare con il contesto. Uno dei fondamenti del costruire ecologico è, infatti, individuabile nella capacità del progetto di adattarsi alle caratteristiche naturali del luogo nel quale si inserisce, ottimizzando il rapporto tra la costruzione e l’ambiente esterno. Quest’ultimo comprende fattori climatici, geografici, morfologici, materici, vegetazionali, elementi che influenzano la vita dell’uomo e la forma, l’orientamento, la disposizione delle aperture e degli spazi interni degli edifici. Come sostenuto da James Marston Fitch (1972) “l’architettura ha lo scopo di agire a favore dell’uomo: di interporsi tra l’uomo e l’ambiente naturale nel quale si trova, in modo da togliere dalle sue spalle gran parte del carico ambientale”. Il “terzo ambiente” (l’edificio secondo la definizione di Fitch) ha per l’appunto il fine di alleviare lo stress della vita, migliorandone la qualità. Tra i compiti dell’architetto, secondo Christian Norberg-Schulz, vi è il creare luoghi significativi per aiutare l’uomo ad abitare, attraverso la comprensione ed il rispetto del genius loci – lo spirito del sito. Accanto agli aspetti ambientali non vanno, infatti, sottovalutati gli aspetti culturali, simbolici, la dimensione esistenziale del luogo. Come ci ricorda Guido Nardi “L’indifferenza metodologica al contesto ambientale si traduce spesso in una sorta di violenza non solo nei confronti dell’ambiente fisico, ma anche delle sue componenti sociali”. Il progetto, inoltre, non può esulare dalla salvaguardia dell’ambiente e dalla comprensione delle realtà ecologiche del sito in cui si inserisce, dal momento che, l’esistenza di una profonda interdipendenza tra i diversi elementi che compongono il sistema ambientale determina l’impossibilità di manipolare un fattore senza mettere in moto una complessa reazione a catena. L’ecosistema vive o sopravvive in equilibrio se le tre sfere individuate da E. Jantsch (antroposfera, bio-fisiosfera, tecnosfera) interagiscono in modo continuo senza sproporzioni o iniquità, cosa purtroppo già più volte, verificatasi. Nel 1869 il biologo tedesco Ernest Hackel coniò il termine “ecologia”, dal greco oikos che significa casa, luogo in cui si vive. La casa, l’abitazione, veniva già allora posta come punto di partenza e cardine di una costruzione

armonica che poneva l’uomo al centro del processo di sviluppo tecnologico, sociale e civile. L’architettura e tutto il settore della produzione edilizia, a partire dagli anni ‘70 del secolo scorso, sono stati analizzati con spirito critico valutando i meccanismi di funzionamento e crescita della società, al fine di proporre nuove teorie progettuali eco-sostenibili e bio-compatibili. Emerge, quindi, l’esigenza di contestualizzare l’architettura prefabbricata per recuperare la coscienza bioclimatica nell’attività insediativa. Alla base di una progettazione ecologicamente orientata sono stati indicati obiettivi molto articolati, che difficilmente possono essere raggiunti nella loro globalità; sarà il progettista che, in base al contesto nel quale andrà ad operare, e supportato dal contributo di diversi specialisti, tenderà, di volta in volta, a raggiungere un possibile equilibrio armonico di integrazione ambientale. Infatti Winy Maas dello studio Mvrvd in una recente intervista sottolinea “l’architettura non nasce da un’idea estetica o dalla volontà di creare qualcosa di bello. Nasce dai dati che descrivono il luogo (densità, temperatura, esposizione al sole, rumore, umidità, leggi di urbanistica locali, movimenti, migrazioni…). Ogni città è un mix di variabili che creano quel particolare ambiente: sono datascapes, paesaggi formati da dati” Va detto che il problema energetico pone l’architetto innanzi ad un attento lavoro di analisi dei caratteri dell’ambiente naturale e ad un conseguente lavoro progettuale specificamente riferito al contesto e all’utilizzo positivo dei suoi vincoli e delle sue peculiarità. Il prodotto progettuale risulta quindi irripetibile perché elaborato in relazione alle situazioni specifiche del luogo.

2.4. Sistemi prefabbricati per l’abitare ecológico

I procedimenti costruttivi off-site denominati per componenti o per sistemi(components approach) sono

ovviamente da preferire ai metodi di prefabbricazione chiusa che non sono capaci di rendersi interpreti dei

bisogni e delle esigenze che derivano all’architettura dalle istanze della dinamica territoriale.

Nel nostro caso sembra più opportuno riferirsi al cosiddetto “sistema aperto”, che è per definizione un

insieme di parti variabili connesse mediante una struttura di relazioni <costanti>. Gli elementi componenti il

sistema possono, quindi, variare, garantendone l’equilibrio, pur tuttavia sempre caratterizzarlo dal momento

che ciò che lo condiziona o lo vincola è la struttura di relazioni che regola la variabilità d’impiego e di

assemblaggio dei componenti nel prodotto finale (l’edificio) dando, nel tempo, la possibilità di sostituire parti

dell’organismo ostruttivo anche con elementi diversi da quelli di origine, purché dotati delle stesse

potenzialità aggregative.

Il valore che assume la struttura delle relazioni ed il valore di “condizionamento” attribuito alla stessa è

percepibile a due differenti livelli:

- quello in virtù del quale il componente fa parte del sistema aperto (caratteristiche

prestazioni specifiche);

- quello in virtù del quale esso risulta compatibile, integrabile e quindi “relazionabile”

con gli altri elementi del sistema aperto63.

I procedimenti costruttivi, riferiti a sistemi prefabbricati aperti sono compatibili con i principi della

progettazione ecosostenibile precedentemente indicati e permettono di esercitare un maggior controllo su

tutto il processo edilizio e sulle prestazioni (performances) dell’edificio, garantendo la qualità finale della

costruzione. L’utilizzo di sistemi off-site favorisce una maggiore flessibilità rispetto alle esigenze dell’utenza

che, con il passare degli anni e il cambiamento delle proprie abitudini, può, con maggiore facilità rispetto ai

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sistemi costruttivi tradizionali, pianificare la modifica o l’ampliamento di parti o dell’intera abitazione,

programmandone, inoltre, la durata e le operazioni di manutenzione.

La prefabbricazione, infatti, favorisce il controllo delle prestazioni dell’organismo edilizio, permettendo di

tener conto, a monte, del processo delle variabili funzionali, statiche, formali, impiantistiche, materiche. Ogni

elemento può essere considerato in tutte le sue fasi: produzione, trasporto, assemblaggio, uso, dismissione.

Da non sottovalutare la possibilità di controllare i costi; come già “Neutra aveva compreso, il problema

dell’economicità di una costruzione dipende, in gran parte, dal tempo di esecuzione e quindi dalla possibilità

di eliminare quei tempi morti che provocano un innalzamento dei costi relativi agli investimenti di capitale.

L’introduzione di tecniche esecutive a secco consente di ridurre i tempi ma soprattutto di prevedere senza

errori i tempi di esecuzione consentendo una programmazione puntuale”. Le aziende del settore, che sempre

più spesso offrono case progettate “su misura” alle esigenze della committenza, infatti, propongono,

vendono, trasportano e montano le loro prefab home anche oltre i confini nazionali, garantendo costi ridotti,

bloccati al momento del contratto, senza margini di errore o variazioni in corso d’opera, tipiche dei sistemi di

costruzione tradizionali, a cui oltre all’aggravio economico corrisponde, nella maggior parte dei casi, la

dilatazione dei tempi di costruzione.

Altri dei numerosi vantaggi attribuibili a questo procedimento costruttivo sono: la sicurezza dei tempi di

esecuzione, estremamente contenuti, variabili da qualche settimana a pochi mesi, con la conseguente

riduzione dei consumi energetici e dell’inquinamento derivante dal trasporto del materiale (riguardo al tempo

risulta evidente che l’esecuzione in officina degli elementi di una costruzione, consente di ridurre in misura

rilevante - del 75% circa – le operazioni di cantiere, sicché la fase di montaggio impegna un periodo assai

breve in rapporto a quello delle costruzioni di tipo artigianale); l’utilizzo di tecniche costruttive a secco, che

permettono di operare in cantiere anche in periodi di clima sfavorevole, facilmente e velocemente; l’uso di

materiali naturali ed ecocompatibili; la possibilità di avere minori scarti e sprechi di materiale; l’alta flessibilità

di un sistema per componenti; l’elevato controllo dei

processi produttivi in fabbrica con la conseguente riduzione degli errori di produzione e montaggio; la

smontabilità con la conseguente possibilità di riciclare o riutilizzare i materiali impiegati; la versatilità

costruttiva e una serie di vantaggi a livello impiantistico, infatti, non solo la prefabbricazione facilita la

predisposizione ed installazione degli impianti elettrici, idrici e di climatizzazione ma rende possibile,

attraverso una buona progettazione, il raggiungimento di ottimi livelli di risparmio energetico. Altro aspetto

positivo, da non sottovalutare, la riduzione di manodopera a cui si aggiunge che, per molte costruzioni, gli

operai specializzati possono essere sostituiti da operai comuni.

La complessità dei problemi connessi alla localizzazione dell’intervento determina l’esigenza di valutare un

grado di contestualizzazione di componenti o/e sistemi rispetto al territorio, in quanto “è evidente a tutti che

una costruzione che ben si adatta ad un clima temperato freddo si adatterà, in generale, poco bene, ad

esempio, ad un clima caldo umido. Ed è forse meno evidente che un muro di una determinata natura può

essere soddisfacente sulla costa mediterranea e cattivo in Bretagna”66.

Numerose sono le aziende di case prefabbricate, molte delle quali hanno sede principale in Germania, Austria

o Svizzera che, da breve tempo, hanno deciso di aprire loro filiali anche in Italia, fra queste, riportiamo in

nota67 alcune che propongono sistemi e processi particolarmente innovativi e rivolti al tema della

sostenibilità.

Dall’analisi effettuata il legno appare il materiale più impiegato dalle aziende produttrici di costruzioni ‘pret-à-

habiter’68. La scelta è determinata dalla disponibilità di tale risorsa, tipica delle Regioni geografiche del centro

e nord Europa, e dalle sue caratteristiche. Alcuni aspetti positivi sono determinati: dal forte potere isolante -

una parete in legno di 10 cm isola quanto un muro di calcestruzzo di 80 cm - con l’ulteriore beneficio di un

maggiore volume abitabile; dalla possibilità di ridurre i consumi energetici del 40-50%, rispetto alle strutture

tradizionali; dall’ecocompatibilità dell’intero processo, garantito dall’utilizzo di legnami certificati ottenuti con

la gestione sostenibile delle foreste; dall’ottima resistenza nei confronti delle azioni sismiche;

dal buon isolamento acustico; non ultimo, dai costi molto competitivi: realizzare una casa in legno costa attualmente, in Italia, fino al 20-30% in meno di un’abitazione in cemento armato o muratura con identiche finiture.

3. RICERCHE E SPERIMENTAZIONI SULLA PREFAB HOME

3.1. La casa prefabbricata “su misura” e “su progetto”

Se per un architetto è scontato offrire al committente un progetto personalizzato, che risponda ai suoi

bisogni, per le aziende o gli studi professionali (diffusi soprattutto negli Stati Uniti), che operano nel settore

della produzione e vendita di case prefabbricate, tale procedura appare meno ovvia; spesso, infatti, le

soluzioni proposte sul mercato sono esempi della cosiddetta casa “chiavi in mani”.

Ciò nonostante molte aziende di prefab homes per essere più competitive sul mercato e rispondere meglio

alle istanze dei clienti, che chiedono di abitare una casa che sia espressione della propria individualità e allo

stesso tempo il risultato di una ricerca formale e di comfort, propongono soluzioni flessibili, che, seppur

proposte “a catalogo”, possono essere oggetto di tutte le modifiche richieste dalla committenza o anche, in

casi particolari, eseguite su disegno proposto dal cliente. A tal fine, le aziende di maggior rilievo lavorano con

una equipe di architetti pronti a far fronte alle eventuali richieste di personalizzare in parte o del tutto

l’edificio proposto.

La domanda di realizzazioni “su misura” determina la necessità, da parte dell’impresa, di realizzare sistemi

costruttivi flessibili, composti da elementi adattabili a diverse situazioni e assemblabili con differenti sub-

sistemi di completamento; l’esigenza di personalizzare il prodotto finale diviene, inoltre, uno stimolo per

sviluppare nuove soluzioni e sperimentare nuovi elementi tecnici. La prefabbricazione, in tali casi, non è più

sinonimo di standardizzazione, ma rappresenta una soluzione tecnica che amplia le performance del

prodotto, ottimizza i tempi di esecuzione, garantisce costi certi e prestazioni certificate. La richiesta crescente

di manufatti

personalizzati diviene, quindi, il motore della produzione di nuovi componenti industriali dalle caratteristiche

tecniche, strutturali ed estetiche differenti che ampliano l’offerta delle aziende di prefabbricazione edilizia,

determinando una doppia innovazione: di prodotto o di processo.

L’atto di innovare, cioè di introdurre nuovi sistemi, nuovi ordinamenti, nuovi metodi di produzione, può

riguardare, infatti, sia un prodotto che un processo: nel primo caso il risultato dell’innovazione riguarda gli

oggetti materiali; nel secondo caso, la modalità di svolgimento di determinate operazioni e gli aspetti

organizzativi e procedurali.

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L’innovazione, frutto della sperimentazione industriale, diviene quindi una risorsa che offre nuovi orizzonti al

progetto di architettura e, nel caso specifico, permette di cogliere le opportunità offerte ad esso dalla

prefabbricazione edilizia.

Va sottolineato che uscire dagli schemi di una proposta precostituita, come quella delle case “chiavi in mano”,

permette di coniugare esigenze di diversa natura da quelle architettoniche all’esigenza di integrazione tra

struttura e sistemi impiantistici.

La personalizzazione della casa può essere mirata, come spesso accade, alla soddisfazione del gusto estetico

del committente, attento ad ogni elemento del progetto: dalla morfologia del manufatto alla conformazione

delle facciate, dalla distribuzione degli spazi interni ai materiali di rivestimento, ma anche e soprattutto a

rispondere alla domanda, imposta dalla normativa o, in alcuni casi, dalla sensibilità dell’utente stesso, di

risparmio energetico e di prestazioni tecniche che mirino a ridurre gli impatti sulla salute e sull’ambiente.

Indipendentemente dalle aziende produttrici di prefab homes, molti sono gli architetti che utilizzano sistemi

prefabbricati per la realizzazione dei loro progetti. Tali sistemi rappresentano, in questi casi, solo una tecnica

di cui si serve il progettista per meglio controllare l’intero processo costruttivo. Un progetto che ben utilizza i

sistemi prefabbricati e che riesce ad esprimere a pieno la volontà dell’architetto di concepire un’opera

realmente originale. In totale equilibrio con il contesto nel quale si inserisce è la Fennell Residence, in riva al

fiume Williamette (Oregon), dell’architetto organico Robert Harvey Oshatz, che afferma “credo che ogni casa

racchiuda un senso di poesia in essa, così, ciò che volevo fare era progettare una casa che riflettesse la poesia

del movimento delle onde del fiume”.

3.2. La casa-kit

L’offerta di case prefabbricate mono e bifamiliari, dalla villetta al piccolo fabbricato, vendute “su catalogo”

anche via web, è in costante crescita sul mercato internazionale e anche, seppur in misura minore, su quello

nazionale. La proposta è varia e i numerosi modelli hanno caratteristiche tecniche ben studiate che, nei casi

migliori, presentano anche soluzioni di design e tecnologie all’avanguardia, rispetto ai temi della sostenibilità

e del risparmio energetico.

Case progettate e costruite per rispondere all’idea lecorbusierana della machine à habiter, alla stregua di un

qualsiasi bene di consumo sono vendute in kit, completo d’istruzioni per il montaggio, nel caso sia

l’acquirente e una squadra di operai (anche non specializzati) da lui scelta ad occuparsi della fase di

costruzione, come previsto da Walter Gropius già nel 926 con riferimento alla Germania “…l’85% delle

abitazioni è costituito da piccole unità. Alle persone che vi abitano non viene più in mente oggi di farsi fare le

scarpe su misura, ma acquistano un prodotto finito che, grazie a perfezionati metodi di fabbricazione, può

soddisfare le più ampie esigenze individuali. Sono convinto che la generazione futura si procurerà l’alloggio

allo stesso modo...”

Rispettose delle normative in materia antincendio, di isolamento termico e acustico, spesso dotate di pannelli

fotovoltaici, solare termico, impianti di riciclo delle acque, queste abitazioni sono complete di tutti gli

impianti, pavimenti, porte, finestre e a volte anche di arredi, e, nella maggior parte dei casi, sono realizzate in

legno.

I vantaggi di un “prodotto casa” comprato “su catalogo” sono indubbiamente riconoscibili nella mancanza di

imprevisti, tra cui, a differenza delle costruzioni tradizionali, le varianti in corso d’opera, la “casa chiavi in

mano” (fig.45) non ammette alcun cambiamento, il committente sin dall’acquisto ha chiari costi, tempi di

costruzione, spesso ridotti anche a poche settimane, e ogni dettaglio relativo al progetto, agli impianti, ai

consumi. D’altro canto porta con sé numerosi svantaggi legati, non alle sue performance, ma agli aspetti

architettonici e al rapporto

edificio-contesto. Infatti, sia dal punto di vista morfologico che estetico, molte di queste

case presentano soluzioni semplici, comuni, stereotipate, in cui una maggiore ricerca formale è sacrificata a

favore di facilità di montaggio e prestazioni tecniche monitorabili sia a monte che a valle del processo. Ed ecco

che si ripete, con varianti più o meno differenti, a seconda dell’azienda, la casa “modello scatola” o quella

“modello baita”, tipica del Nord Europa.

Tali soluzioni non mostrano, quindi, alcuna capacità di interpretare né comunicare con il luogo che le ospita.

Totalmente avulse dal contesto, le case “chiavi in mano”, vendute nello stesso modello, senza sostanziali

differenze, in qualsiasi parte del mondo, sono prive di un disegno bioclimatico o di attenzione per le eventuali

emergenze paesaggistiche o architettoniche del sito nel quale sono inserite. Come per un qualsiasi oggetto

prodotto in serie, espressione di standardizzazione e uniformità, ad esse va attribuito il forte limite di non

essere il risultato di una ricerca sviluppata sui bisogni del singolo utente, ma di rispondere alle necessità di un

campione di mercato. Va sottolineato, a mio parere, un ulteriore pericolo che, nei decenni a venire, potrebbe

prospettarsi: le case oggetto di tali offerte sono indubbiamente competitive dal punto di vista economico e si

presentano particolarmente vantaggiose per la classe d’utenza medio-bassa; ciò potrebbe dar vita ad un

nuovo tipo di omologazione sociale, dal momento che tali abitazioni finirebbero per divenire il “simbolo” di

determinate parti della popolazione che, seppur in luoghi dell’emisfero completamente diversi, con istanze

storicoculturali differenti, si ritroverebbero a vivere nella stessa identica casa dalla Tunisia alla Germania, dal

Canada al Giappone.

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3.3. Il mercato della prefab home: l’influenza delle politiche aziendali sulla

sperimentazione

Il settore delle costruzioni può definirsi un generalmente arretrato dal momento che, come afferma Nicola Sinopoli (2002), l’innovazione non nasce autonomamente. Tuttavia tale realtà, negli ultimi anni, è soggetta, seppur lentamente, ad un cambiamento, grazie agli investimenti in questo campo da parte di grandi gruppi industriali, capaci di influenzare il mercato e soprattutto di puntare, attraverso la ricerca e la sperimentazione, ad un’offerta di alta qualità; sottolinea infatti Mario Losasso (1991) che “se un settore è in crescita, avvengono sollecitazioni a produrre innovazioni, così come l’indagine di mercato indirizza la ricerca in una direzione piuttosto che in un‘altra.” Le holding che operano nel settore della prefab home, prevalentemente guidate da forti interessi economici, comprendono le potenzialità di questo settore, che ha le capacità di rispondere, non solo alle esigenze di benessere e comfort, ma soprattutto al desiderio dell’acquirente di controllare, sin dalla proposta d’acquisto, i costibenefici relativi a costruzione, consumi, risparmiodi risorse, impatti. Le aziende sono capaci di programmare e controllare, grazie ad uno staff di tecnici specializzati (architetti, ingegneri), l’intero processo edilizio dalla progettazione fino all’esercizio e alla manutenzione dell’edificio e alla sua demolizione, offrendo al proprio cliente un’assistenza totale che include la personalizzazione della proposta progettuale, la gestione della documentazione tecnica e di quella relativa ad eventuali finanziamenti economici e, in casi particolari, la scelta e l’acquisto dell’appezzamento di terreno sul quale edificare. Da non sottovalutare il problema del risparmio energetico, tema di cocente attualità, che vede sempre più informato ed esigente il committente e che tra le imprese, in prima linea nella ricerca di soluzioni tecnologiche capaci di offrire case a consumi ridotti in classe A, B o perfino completamente autonome, diviene un elemento di forte competizione sul mercato della prefab home. La necessità di rispondere ad una domanda non determinata unicamente dai costi e dai tempi, sempre più ridotti, ma anche dalle tematiche ambientali, dall’uso di materiali e tecniche ecosostenibili, diviene il motore della sperimentazione di sistemi innovativi. Sono, infatti, le aziende a supportare gli enti di ricerca e gli istituti universitari con investimenti mirati a nuove soluzioni, capaci di offrire all’utenza prodotti dalle maggiori performance. Il mondo della produzione ascolta l’utente e ne guida le scelte: sviluppa soluzioni interessanti per il risparmio energetico, mostra attenzione al design, ai consumi, alla domotica, cura gli aspetti formali e spaziali dell’abitazione, nei casi migliori coniuga nel progetto alta tecnologia e architettura, accoglie le istanze di flessibilità dovute ai frenetici ritmi e ai costanti cambiamenti della vita moderna. Come afferma Andrea Campioli (1998), infatti, “innanzitutto la flessibilità distributiva può essere assunta come elemento fondamentale per un costruire che si adegui facilmente alle trasformazioni sociali e dei modi d’uso dello spazio costruito. E questo può avvenire solo attraverso l’impiego di tecniche progettuali, di tecniche esecutive e materiali, basati sulla visione dell’edificio come sistema, che consentano cioè, facili spostamenti di pareti, di distribuzione impiantistica e di ampliamento degli spazi senza interessare l’edificio nel suo complesso. Inoltre, il fatto di rendere indipendenti tra loro i diversi sub sistemi che compongono l’edificio in quanto sistema (Lampignano, 1983-1984), consente soluzioni tecniche in grado di corrispondere a una diversa concezione dei rapporti spaziali nell’architettura.”

3.4. Le motivazioni di una scarsa diffusione in Italia

In Italia circa un terzo delle abitazioni sono rappresentate da case unifamiliari, dato desunto dai valori Istat in

tema di richiesta di permessi di costruire per nuove abitazioni. Da tali valori si evince che nei Comuni

Capoluogo al di sotto dei 200.000 abitanti e più in generale in quelli non Capoluogo gli edifici di tipo mono-

familiare superano quelli pluriplano e in particolar modo nelle Regioni del Meridione (fig.46) tale richiesta

appare maggiore rispetto a quella delle Regioni del Nord, nelle quali, seppur a rilento, nell’ultimo decennio

sono stati utilizzatin sistemi costruttivi prefabbricati per la realizzazione di abitazioni per lo più mono o

bifamiliari.

Esempio la Rubner Haus, azienda produttrice di case prefabbricate, che in Friuli e

Trentino Alto Adige vende 250/280 abitazioni all’anno.

In merito al tema della prefab home in Italia Paolo Bortolotti, presidente di Assolegno (Associazione nazionale

industrie prime lavorazioni e costruzioni in legno) sostiene, considerando il trand in crescita, che entro il 2010

le case prefabbricate in legno da 1000 passeranno a 15000.

Va sottolineato che nel nostro Paese per tutto il Novecento “l’abitazione unifamiliare è stata lo strumento

sociale più potente di rappresentazione dei nuovi status” e che anche se la richiesta di edifici unifamiliari è

ancora molto alta, attorno al 40% circa (di cui il 60% al Sud), l’offerta in termini di case prefabbricate si

presenta a tutt’oggi insufficiente, prevalentemente per motivazioni di tipo culturale. La casa, infatti, in quanto

prodotto collettivo, in cui si proiettano forme e strutture mentali e sociali, è soggetta al peso di una tradizione

costruttiva legata al mattone nella quale il termine “prefabbricato” continua ad essere, erroneamente,

associato ai concetti di: container, provvisorietà, precarietà, emergenza, economicità, mediocrità,

omologazione, standardizzazione.

Pregiudizi, preconcetti dovuti anche, soprattutto, ai fallimenti delle esperienze passate, quando l’utilizzo della

prefabbricazione ha determinato edifici privi di qualità architettonica e di comfort, luoghi di emarginazione

sociale e degrado; ne sono esempio i quartieri popolari costruiti successivamente al terremoto dell’Ottanta.

In conclusione potremmo osservare che i fenomeni socio-culturali “influenzano le modalità insediative e

persino la tecnologia costruttiva. Infatti c’è un’indubbia associazione, quantomeno nella nostra cultura, tra

l’immagine di <tecnologia leggera> (legno, plastica, ecc.) e l’immagine di <precarietà> e tra quelle di

<tecnologia pesante> (calcestruzzo, laterizio, ecc.) e <fissità>”.

Va affrontato quello che già negli anni Sessanta Vittorio Chiaia definiva il “problema” vale a dire l’eventuale

influenza negativa che la prefabbricazione potrebbe esercitare

sull’architettura, addebitando la difficoltà di affermazione di tale tecnica costruttiva a motivi di natura

psicologica : “l’atteggiamento di resistenza dell’uomo moderno che annette ancora alla sua abitazione

un’importanza affettiva maggiore che non ad un’automobile o ad un utensile di lavoro, e sa che la sua vita

intima stessa può essere influenzata notevolmente da cambiamenti in questo settore; il vago timore che la

necessità di operare per <standards>, la dissociazione tra architetto e cantiere, segnino la fine della libera

inventiva dell’artista”.

Pochi sono gli esempi di prefab homes italiani meritevoli di menzione, ricordiamo gli edifici Heidis e O’Sole

Mio progettate dall’architetto Matteo Thun, rispettivamente per le aziende Rubner e GriffnerHaus, due

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tipologie abitative a basso consumo energetico definite dallo stesso Thun “ecotecture”, architetture che

sposano comfort ed energia con attenzione al luogo, alla flessibilità, alla durata di vita, all’orientamento, alla

forma ed ai materiali. Per entrambi sono stati utilizzati sistemi costruttivi modulari in legno, la progettazione

ha previsto uno studio bioclimatico al fine di ridurne i consumi e adattare meglio l’edificio al luogo e inoltre

una particolare attenzione al design.

In Vandarno lo studio UdA con l’architetto Davide Volpe ha realizzato Casa Levis,

un’abitazione su due livelli collegata ad una cascina preesistente, con grandi vetrate sulla facciata principale

con vista sul giardino circostante ed un involucro in legno laminato a protezione delle facciate laterali.

Seppur lentamente, la sperimentazione cerca nuove strade che possono essere indicate anche da un concorso

progettuale come ad esempio il Concorso internazionale LivingBox, indetto nel 2006 dal sito di architettura

Edilportale e dedicato alle case modulari prefabbricate, a cui parteciparono oltre 2.500 progettisti di tutto il

mondo, con più di mille lavori presentati, o anche da Aziende che, per motivazioni di natura prevalentemente

commerciale, investono nella ricerca di nuove soluzioni costruttive a basso impatto ambientale, come per la

Velux nel prototipo

Atika, realizzata prima a Bilbao e poi, con delle modifiche, rimontata a Roma in meno

di un mese.

“Il costruire si propone come attività industriale che, oltre a convivere con i problemi di ordine economico e

politico, deve essere sorretta da una legittimazione culturale”119 afferma Andrea Campioli, legittimazione

culturale che, insita nel DNA dei Paesi del Nord Europa, del Nord America e che in Italia, a distanza di anni,

necessita ancora di preparazione, dibattito, formazione. Se poniamo lo sguardo oltre i confini nazionali,

infatti, osserviamo società completamente differenti dalla nostra dove la flessibilità, il cambiamento, è parte

integrante dei costumi, del modo di affrontare la vita stessa. La realtà è che la vita è soggetta ovunque ad un

cambiamento costante, cambiamento a cui la nostra stessa abitazione dovrebbe necessariamente essere

sottoposta: dalla vita da single, si passa a quella di coppia, si divorzia o si hanno dei figli, i figli crescono e

formano dei propri nuclei familiari, le situazioni che viviamo di volta in volta sono completamente differenti,

noi stessi cambiamo, le nostre esigenze o priorità

variano, come sarebbe possibile pensare di vivere in uno spazio immutato nel tempo, la nostra casa non è

forse l’estensione delle nostre ambizioni, del nostro mondo più intimo?

Non dovremmo essere spaventati dai cambiamenti e soprattutto da quello che è un semplice sistema

costruttivo che si pone al servizio delle nostre richieste, istanze personali: “Opporsi a questo processo di

industrializzazione sarebbe oltre che inutile, colpevole. Compito dell’architetto è accettarlo e qualificarlo,

creando un’armonia, una feconda circolarità di esperienze tra arte e industria: non solo perché egli ha

sempre, in qualsiasi epoca, il dovere di comprendere e soddisfare le esigenze del suo tempo, ma perché in

questo caso, in particolare, si tratta di un processo naturale, che affonda le sue radici in una reale necessità

economica e sociale. È infatti congeniale allo spirito dell’architettura moderna tendere alla ricerca di uno

standard di alta qualità alla portata di tutti. Talmente importante è giungere alla produzione della migliore

casa possibile per tutti al più basso costo, che è inammissibile rifiutare ad unacollaborazione metodica per

una soluzione del problema.”

4. ORIENTAMENTO E SCELTA DEI MATERIALI

4.1. Sistema solare pasivo

La progettazione solare passiva è un metodo utilizzato in architettura per ottenere edifici che raggiungono il loro condizionamento ambientale mediante processi naturali. Si utilizza principalmente l'energia del sole, le caratteristiche proprie dei materiali da costruzione e di orientamento. Ottenendo così una sensazione di benessere nelle nostre case, senza l'uso di sistemi di riscaldamento o di raffreddamento che richiedono grandi quantità di energia esterna. Con un adeguato sistema solare passivo in casa nostra, avremo parametri di base della temperatura adeguata e umidità relativa. Tenendo conto sempre delle condizioni climatiche del sito (direzione e intensità del venti, le quantità e la frequenza delle precipitazioni, la frequenza di nuvolosità, livelli di radiazioni solari, oscillazioni di valore giorno/ notte, ecc.) Perciò andiamo a realizzare uno studio dei principali condizionanti climatici del luogo.

4.1.1. Studio della citazione

La casa del nostro studio si trova nella città di Torino. Torino è il capoluogo della regione Piemonte. Torino sorge nella pianura delimitata dai fiumi Stura di Lanzo, Sangone e Po (quest'ultimo attraversa la città da sud verso nord), di fronte allo sbocco di alcune vallate alpine: Valle di Susa, che collega la città con la vicina Francia, Valli di Lanzo, Val Sangone. La città è anche bagnata dalla Dora Riparia, che scorre vicinissima al suo centro storico (Occorre rilevare che al momento della fondazione della città e fino al XVI secolo, il Po, la Dora Riparia ed il Sangone scorrevano al di fuori della cinta muraria cittadina).

Il fiume Po accentua la divisione tra la parte collinare della città e la parte di Torino collocata in pianura compresa tra i 220 e i 280 metri s.l.m. che scende andando da ovest verso est. Il punto più elevato del comune si trova al Colle della Maddalena a 715 m nei pressi del Faro della Vittoria. Nelle giornate invernali particolarmente limpide, suggestiva è la cinta creata dalle vicine Alpi che contornano tutta la parte nord-ovest della città con le loro cime innevate.

All'interno del nucleo urbano Torinese nostra casa si trova in Corso Mediterraneo, nei pressi del Politecnico di Torino. Sul lato sud-est della casa è una strada abbastanza trafficata da veicoli. Sul Nord-ovest si trova la mensa universitaria, si trova solo occupato in determinati momenti della giornata, tacendo il resto della giornata.

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4.1.2. Clima Torinese

Il Piemonte dista in ugual misura dal Polo Nord e dall'equatore: il suo clima e percio continentale e varia molto da stagione a stagione e a seconda delle zone. I climi che riscontriamo in Piemonte sono fondamentalmente tre: quello di tipo alpino, quello padano e quello periferico pedemontano. Tuttavia, essendo la regione chiusa agli influssi marittimi, generalmente domina un clima di tipo continentale, con forti escursioni termiche, sia giornaliere sia annue. La citta di Torino rientra in questo tipo di clima: gli inverni sono freddi e secchi, le estati sono fresche sui rilievi e piuttosto calde nelle pianure. Durante i mesi invernali e autunnali in pianura si formano banchi di nebbia anche molto densi.

a) Temperature Per quanto riguarda la temperatura, si puo dividere il Piemonte in due grandi zone: la zona alpina, nella quale la temperatura media annua oscilla tra 0°C e 11°C, e la zona pianeggiante, nella quale la temperatura media annua oscilla tra 11°C e 13°C. Secondo la classificazione dei climi di Köppen, Torino appartiene alla fascia Cfa: clima temperato delle medie latitudini con estate calda (temperatura media assoluta del mese più caldo non inferiore ai 22º), inverni freddi e senza stagione asciutta. Più precisamente, Torino ha un clima temperato sub-continentale, con inverni freddi e relativamente asciutti ed estati calde. Il record assoluto del caldo spetta di diritto alla interminabile estate 2003, allorquando la continua ed incessante presenza di masse d'aria di origine sub-tropicale, convogliate verso l'Europa centro-occidentale da un anticiclone di matrice nord-africana, sospinse in alto la colonnina, con un valore estremo, mai rilevato prima di allora, pari a 39,7 °C il giorno 11 agosto 2003. La tendenza verso estati marcatamente più calde, al di là del caso "fuori scala" rappresentato dal 2003, si va affermando in modo progressivo negli ultimi decenni e gli anni 2000 hanno registrato molte estati decisamente più calde rispetto alla media climatologica storica. Durante la stagione invernale la zona di Torino, così come tutto il Piemonte occidentale e meridionale è interessata dalla formazione del cosiddetto cuscinetto freddo, a seguito di afflussi di masse d'aria continentali, e che, grazie alla particolare conformazione orografica del catino padano occidentale, può resistere tenacemente ai venti miti che scorrono a quote medio-alte come lo scirocco, favorendo così, occasionalmente, ingenti nevicate denominate da addolcimento, per via della progressiva risalita termica in corso di evento precipitativo (episodi degni di nota nel gennaio 1985, 1986 e 1987, con accumuli nell'ordine di 40–60 cm).

b) Precipitazioni

I periodi più piovosi sono il trimestre da aprile a giugno ed il mese di ottobre; il minimo più accentuato e duraturo delle precipitazioni è situato in inverno, ed è seguito dal minimo secondario di luglio. Le precipitazioni della tarda estate, che sulla carta sembrano rappresentare un ulteriore minimo secondario, sono molto variabili a seconda degli anni. I temporali, in media circa 20 per anno di cui 2 con grandine, si verificano quasi esclusivamente nei mesi da aprile ad ottobre e causano piogge meno durevoli. La quantità di precipitazione annua (833 mm) si è conservata sostanzialmente immutata da metà Ottocento ad oggi.

Tabella: valori medi delle principali statistiche calcolate sui dati di precipitazione giornalieri.

c) Venti I flussi occidentali, noti anche come “flussi zonali”, diretti prevalentemente da ovest verso est,trasportano aria oceanica umida all’interno del continente europeo, moderatamente fredda se di origine polare (aria polare marittima), molto mite se di provenienza da latitudini subtropicali (aria tropicale marittima). In tale flusso sono generalmente inserite veloci perturbazioni che conferiscono al tempo una spiccata variabilità. La catena alpina esercita uno sbarramento verso tale flusso, esaltando le precipitazioni sui settori francesi, sopravvento al flusso principale, e annullando quasi del tutto i fenomeni sui versant i torinesi , che rimangono spesso sottovento. Normalmente l’azione più perturbata dei fronti che provengono da ovest è limitata ai settori alpini più interni e quindi alle alte valli Chisone, Susa, Lanzo e Orco; in alcune situazioni la nuvolosità si estende a tutta la provincia con piogge e nevicate decrescenti da ovest verso est, quasi del tutto assenti in pianura. Non è raro in queste situazioni avere condizioni di tempo perturbato con piogge e nevicate nelle medie a alte valli e nuvolosità più diradata con venti di foehn in bassa valle e in pianura Quando il gradiente barico che si crea tra Alpi francesi e settori alpini torinesi è marcato (in questo caso dall’analisi di una carta meteorologica al livello del mare le isobare attraversano la regione da nord a sud), l’azione perturbata dei fronti da ovest si esaurisce gradualmente oltre la cresta alpina, facendo affluire venti di caduta nei versanti sottovento, che si riscaldano durante il percorso di discesa (foehn da ovest , particolarmente accentuato in Val di Susa).

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Tuttavia, in alcuni casi particolari, si possono avere precipitazioni estese su tutta la Provincia, ma raramente intense. Tali flussi rivestono quindi scarsa importanza nel determinare eventi pluviometrici in grado di generare piene sulla Provincia di Torino. Occorre però evidenziare che nella stagione estiva all’interno di flussi occidentali possono scorrere cellule temporalesche anche di vaste dimensioni in grado di influenzare il tempo dei settori alpini torinesi. O semplicemente il flusso occidentale durante il periodo caldo, pur non essendo associato a sistemi frontali organizzati, trasporta aria più umida ad alta quota, che accentuerà in loco le condizioni favorevoli alla condensazione delle masse d’aria che si sollevano in prossimità dei rilievi. Si esalta così il rischio temporalesco nelle ore pomeridiane, in corrispondenza dei rilievi, ma talvolta anche sulla pianura di Torino. Tali eventi sono in grado di creare situazioni di crisi sui piccoli bacini alpini o locali allagamenti, ma non sono associati a configurazioni meteorologiche ben delineabili su una carta isobarica al livello del mare, dipendendo il più delle volte da condizioni termiche locali o in quota.

4.1.3. Considerazioni iniziali

4.1.3.1. Traiettoria solare Uno degli aspetti chiave da considerare quando si progetta un sistema solare passivo, è costituito dalla traiettoria del sole. La superficie terrestre riceve i raggi con una inclinazione diversa, a seconda del periodo dell'anno, e quindi, l'energia effettiva che colpisce un metro quadrato di superficie orizzontale varia notevolmente. In inverno i raggi del sole cadono in un piccolo angolo rispetto all'orizzontale, tranne che in estate, dove l'angolo è molto più grande. Per questo motivo l’energia totale incide molto di più in estate rispetto all’inverno.

4.1.3.2. Effetto serra Otro de los aspectos a considerar en el diseño solar pasivo, es el efecto invernadero provocado por los vidrios de las ventanas, que actúan como una trampa de calor dado que dejan pasar la luz solar, pero la radiación calórica no visible que emiten a su vez los objetos, no pasan a través de éstos. El efecto invernadero es

beneficioso en invierno, pero no así en verano, donde el concepto es proteger las ventanas de la acción del sol y aprovechar al máximo la ventilación natural durante la noche. Un altro aspetto da considerare nella progettazione solare passiva, è l'effetto serra causato dal vetro alle finestre, che agiscono come una trappola di calore, perché lasciare che la luce del sole, ma le radiazioni di calore invisibili oggetti turno emessi non passa attraverso di loro. L'effetto serra è vantaggioso in inverni, ma non così in estate, dove il concetto è proteggere le finestre dell'azione del sole ed approfitta di alla massima la ventilazione naturale durante la notte.

4.1.3.3. Modalità di trasmissione di energia negli edifici

L'energia termica è la forma di energia che interviene nei fenomeni calorifici, il caldo rappresenta la quantità di energia termica che un corpo trasferisce ad altro come conseguenza di una differenza di temperatura tra

ambedue. Detta energia termica può trasmettersi di tre formate: Conduzione: La conduzione di calore è un meccanismo di trasferimento dell'energia termica tra due sistemi basati sul contatto diretto delle sue particelle. Uno dei parametri che definiscono la conduzione di calore è la conducibilità termica dei materiali che valuta la capacità di condurre calore attraverso di loro,essendo molto bassa in materiali isolanti termici come lana di roccia, fibra di vetro, vetro cellulare, polistirolo espanso, spuma di poliuretano, sughero, ecc. Convezione: La convezione è una delle tre forme di trasferimento di calore ed è caratterizzata perché si produce per intervallo di un fluido (aria o acqua) che cede calore tra zone con diverse temperatura. Qui, quando riscaldato, aumenta di volume e, di conseguenza, diminuire la sua densità e la quantità del liquido è spiazzante nella parte superiore e che è la temperatura più bassa. Il metodo della corrente di convezione è uno dei più efficace trasferimento di calore deve essere considerato quando si progetta o costruire una casa. Per questo motivo, i materiali isolanti utilizzati nelle pareti delle case (trucioli di sughero, lana di vetro, polistirolo espanso, ecc ...) sono brutti guiadori da sé stessi, lasciando piccoli spazi di aria, che sono conduttori molto povere e, allo stesso tempo, il sufficientemente piccoli affinché non si producano correnti di convezione.

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Radiazione: Il trasferimento di calore non richiede materiale intermedio nel processo. L'energia viene trasferita dalla superficie del sole alla terra, dove viene assorbita e convertita in energia calorifica. Tutti i corpi, qualunque sia la loro temperatura, emettono energia di forma continua dalle sue superfice. Questa energia si denomina energia radiante e viene trasportata da onde elettromagnetiche, per questo motivo, l'energia radiante può trasmettersi anche nel vuoto. L´emissione continua di energia radiante per un corpo è chiamato radiazioni.

4.1.4. ORIENTAMENTO DELLA CASA E LA SCELTA DEI MATERIALI

L'assunto fondamentale nella progettazione di sistemi solari passivi nelle in case, è che è l'edificio stesso raccolga il calore necessario grazie ad una corretta distribuzione delle finestre.Il calore catturato durante il giorno deve essere immagazzinato e distribuito. Per questo, il designo gioca un ruolo fondamentale poiché ancora , sono i componenti dell´edificio glii responsabili per l'esecuzione di questi compiti.

4.1.4.1. Orientamento per la captazione dell´ energia

Nella costruzione di case, il vetro è l'elemento primordiale di tutto processo di disegno grazie alla sua capacità di essere trasparente alla radiazione che riceviamo del sole ed opacizzo ai corpi emettitori all'interno dell'edificio (effetto serra). In termini generale in case stati situato in zone in quelle che la carico di riscaldamento è più alto che la di refrigerazione dobbiamo approfittare degli orientamenti sud ed ovest per la disposizione delle stanze ma utilizzati mentre che si riservato gli orientamenti nord e questo per stazione come cucina e camera da letto. Dobbiamo orientare la casa verso al sud; i vani devono aprirsi verso al sud per un maggiore profitto dell'energia térmica del sole per scaldarla. Per un maggiore profitto, tutte le finestre devono portare un doppio cristallo ed una controfinestra. Le finestre che non stanno esposti al sud produrranno perdite se inoltre non hanno controfinestra e doppio cristallo.

Dati le caratteristiche di localizzazione della nostra casa, per approfittare migliore l'incidenza solare diretta e può scaldarla in inverno, abbiamo disposto nella facciata sud una grande quantità di finestre per ricevere una maggiore quantità di calore. Così come per mantenere la casa fresca durante i mesi di molto caldo ( luglio ed

agosto ), nella parte sud abbiamo disposto di un terrazzo coperto, sta aiuterà ad usare meno l'aria condizionata e così si prodotto un risparmio di denaro ed energia. Nella facciata nord il sole non incide mai direttamente per ciò che si tratta della facciata più fria della casa. Per ciò che in lei collochiamo i bagni e camera da letto e la lavanderia. Gli unici vani di quelli che disporrà la facciata nord saranno nei bagni per garantire una ventilazione naturale. Nella facciata ovest realizzeremo vani nella camera da letto e nella sala da pranzo con il fine che si possa realizzare un'appropriata ventilazione incrociata perche i venti dominanti della regione si producono per l'ovest. Nella facciata est non è raccomandabile che si trove numerosi vani, perche in inverno non si produrrebbero captazioni e in estate non sono desiderabili. Tuttavia, una protezione appropriata può permettere l'entrata di luce sul far del giorno, nei momenti ancora condizionati per la freschezza della notte. Questi sistemi di captazione attiva dell'energia dell'ambiente, bisognano di combinarsi con meccanismi di occultamento per proteggere all'edificio dell'entrata indiscriminata di radiazione solare nei giorni calorosi di estate. Per le finestre orientate al est abbiamo disegnato voladizi affinché proiettano ombre in estate e ci permettano l'entrata della luce solare in inverno. È interessante distaccare, che dei dispositivi di protezione solare selezionati, anche ebbe entrato la possibilità di dotare alla casa di elementi di falegnameria di limi direzionali, tende, alberi e piantate rampicanti di foglia caduca, ecc. Come elementi di captazione solare diretta, anche entra la possibilità di aggiungere nella facciata sud spazi captadori addossati, come serra, galleria o portico vetrato, strutture che approfittino della luce indiretta o specchiato, sebbene nel disegno del nostro progetto non lo abbiamo realizzato.

4.1.4.2. Distribuzione dell´energia catturata

La distribuzione dell´energia catturata, l´abbiamo basato sul fenomeno della convezione naturale. Questo fenomeno, si produce attraverso l'aria trasportano calore tra zone di diversa temperatura attraverso le correnti generate all'interno dell'alloggiamento. La convezione naturale è un fenomeno permanente che lavorerà instancabilmente al nostro favore, ogni volta che gli cessiamo i cammini liberi per dove fluire e ci va a permettere in epoche freddi,distribuire migliore il calore raccolto dal sole.

In architettura si denomina ventilazione al rinnovamentpo dell´aria dell´interiore di un´edificazione mediante estrazione o iniezione di aria. Alcuni dei fini della ventilazione nelle case sono:

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Assicurare il rinnovamento dell'aria respirabile.

Assicurare la salubrità dell'aria,il controllo dell'umidità, concentrazioni di gas o particelle in sospensione.

Lottare contro i fumi in caso di incendio.

Scendere le concentrazioni di gas o particelle.

Proteggere determinate aree di agenti patogeni che possono penetrare via aria.

Collaborare nel condizionamento termico dell'edificio.

Il condizionamento termico della nostra " edilizia sostenibile" è in questo caso il fine che più ci interessa. Per la refrigerazione della casa proiettato, ci abbiamo approfittato della ventilazione naturale. Con la ventilazione

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naturale, saremo in grado di far uscire l'aria calda ed introdurre aria fresca; generando correnti d'aria, lasciare uscire l'aria del tetto. Davvero questa ventilazione si realizza mediante l´adeguata ubicazione di superficie, passi o condotti approfittando delle depressioni o su pressioni creati nell´edificio per il vento, umidità, sole, convezione termica dell´ aria o di qualsiasi altro fenomeno senza che bisogna apportare energia al sistema in forma di lavoro meccanico. La ventilazione naturale è stato progettato la ventilazione trasversale.

Il metodo di ventilazione trasversale è molto semplice ed è molto utilizzato nelle case. Questo si basa snelle differenze di temperatura. L'aria circola tra aperture situati in facciate opposte. L'aria fresca entra attraverso aperture poste a livello del suolo. Al andare percorrendo la casa si va scaldando, ascende per gli orifizi disegnatie e usce per la facciata opposta attraverso la griglia che si trova vicino al tetto.

4.1.4.3. Materiali per l´accumulo di energía

La radiazione solare che arriva ad un materiale è in parte assorbita ,trasformata in calore ed accumulata all'interno. La capacità di accumulazione di un materiale dipende del calore specifico e della sua densità. Il prodotto di ambedue fattori, costituisce il migliore indicatore del comportamento di materiali diversi. Inoltre, la conducibilità termica dà un indice di questo materiale favorirà o no, il passaggio del calore immagazzinato. Le stratege disegnati per evitare perdite di calore e può accumularlo nella casa quando bisogna, sono stati i seguenti:

Sono stati adeguatamente coibentato pareti, camino e coperto. Materiali isolanti utilizzati in polistirolo era 5 mm di spessore. Essere un'alternativa anche usare sughero, fibre di cellulosa o anche di cartone.

È interessante notare che evitare ponti termici finestre a taglio termico che separa il dentro e fuori di essa, utilizzando barre o pezzi di materiale isolante. Per evitare finestre termiche, è stato usato materiale isolante (polistirene) fra la doppia teli di plastica utilizzati nelle finestre.

Abbiamo costruito una doppia porta. Dal punto di vista termico e acustico funziona bene doppia porta. L'ingresso è attraverso un corridoio, ha messo il nostro caso non è posto di fronte per evitare correnti d'aria.

La costruzione è essenziale avere le lacune minor numero attraverso cui l'aria fredda entra il calore dall'interno.

Pertanto, l'isolamento termico degli edifici è un elemento chiave in un progetto di edilizia energeticamente autosufficiente, perché mantiene il calore immagazzinato riducendo il fabbisogno di calore degli edifici e in estate deve essere integrato con il sistema di ventilazione naturale per rimuovere il calore eccessivo. Sempre con l'obiettivo di offrire un comfort termico nelle nostre case con il minimo aiuto energetico esterno possibile.

5. DIMENSIONATO DELLA CASA

Per l'accesso alla casa si ha disposto di una scala ed una rampa, questo è dovuto a che la casa si trova a 30 cm del livello del terreno.

La larghezza minima di una rampa deve essere: di 0,90 m per consentire il transito di una persona su sedia a ruote. La pendenza delle rampe non deve superare l'8% perciò l'abbiamo disegnata di 8 % di orecchino. Il calcolo che si deve fare per sapere la distanzia che deve avere la rampa è: P(%) = Delta (dislivello) / Lunghezza Lunghezza = Delta( dislivello)/ P(%) Lunghezza= 30 cm / 0,08= 375cm = 3,75m Per il calcolo degli scalini: 2A + P = 64 cm A= Alzata(cm) P= Pedata(cm) calcolato per un alzata di 18cm h= 30cm ; 30cm/18cm= 1,67 = 2 ; 30/2 =15 cm(alzata) 2A + P =64 ; (2*15) + P =64 ; P= 34cm

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6. SISTEMA DI “LIGHT FRAMING”

Nel linguaggio architettonico è noto come sistema di impalcatura leggera (light framing) in contrapposizione all´impalcatura pesante (framing,heavy timber o post & beam). Questo sistema è l'ultimo anello dell'evoluzione del legno come materiale strutturale nell´ edificazione convenzionale. L´impalcatura leggera ha la sua origine in Nord America e sorge nel secolo XIX come conseguenza di due fattori: la disponibilità di prodotti industriali normalizzati (legno seghettato e chiodi) e il bisogno di un sistema rapido di costruzione(colonizzazione dell´ovest di EE.UU). Sebbene procede dell´impalcatura pesante,si tratta di una nuova concezione strutturale. La direzionalità del lavoro di flessione esige la disposizione ortogonale di muri portanti che dà luogo all´ architettura diafragmada: sono elementi portanti che si legato insieme in modo che quello che è rinforzato per alcuni, è un supporto per gli altri. Il sistema è stato perfezionato nel corso del tempo, ma le sue caratteristiche di basiche hanno rimasto inalterati.

6.1. Caratteristiche differenzianti del sistema

1. Si creano strutture superficiali in muri, solai e tetti che lavorano insieme come una struttura spaziale. 2. Impiegando un gran numero di elementi, con una diminuzione delle squadrature ,quindi è distribuito

e carico attraverso molti elementi di piccole dimensioni. 3. I pezzi sono generalmente standardizzati e certificati, facilitando l'intercambiabilità, la modulazione e

la prefabbricazione. Inoltre l´aggiustamento di qualità minime, che favorisce il risparmio economico. 4. I pezzi hanno un basso livello di meccanizzazione, quello che supponeun basso costo nella

fabbricazione. 5. Le unioni sono semplici, senza giunture o assemblee speciali, l'occupazione sufficiente di chiodi e

graffate. Invece si perde abbastanza del ''uficio” di falegnameria in quanto richiede personale poco specializzato, ma si ottiene un´ alta produttività.

6. Il tempo di costruzione è minore che la costruzione tradizionale per la prefabbricazione e la costruzione a secco.

7. E 'più facile di isolare ed impermeabilizza che la casa tradizionale.Le cavità che cessa l´impalcatura consentono il passo di installazioni e ilripieno con isolante.

8. La maggioranza del lavoro viene eseguito a secco, in modo che libera l'edificio della stazione climatica ed è un processo più pulito e più veloce.

9. La sua durabilità, non ha perché essere minore che la costruzione tradizionale, con un disegno e mantenimiento adeguato. Nell´America del Nord, Russia e Escandinavia sono case che hanno durato centi di anni.

10. Ha un alto grado di flessibilità sia nel disegno iniziale, come le successive modifiche, se bisognano.

11. Si richiede una grande quantità di dettagli costruttivi speciali, dovuto al gran numero di pezzi che si impiegato.

12. Hai bisogno di un controllo rigoroso del suo contenuto di umidità affinché non si producano variazioni dimensionali.

13. Essendo un sistema normalizzato e modulato, il processo di montaggio deve essere controllato soprattutto con la

pianificazione severe di costruzione tradizionale. 14. Si esige un maggiore controllo nel ricevimento di materiali, la sua protezione e la magazzinaggio. 15. Ci sono diversi codici di costruzione che offrono raccomandazioni su materiali e processi. In alcuni

paesi si commercializzano direttamente piani che favoriscono l´autoconstrucción.

6.2. Classi d´ impalcatura leggera Esistono due classi fondamentali: il tipo globo (balloon frame) e il tipo piattaforma (platform system). (Figure 1 e 2). Impalcatura tipo globo ( Balloon Frame)

1. È il sistema originale. 2. I montanti delle pareti esteriori sono continue in tutta la sua altezza (normalmente di due piani). 3. Le trivetti del solaio vengono inchiodati direttamente al montante e poi si calzato con corse dei

cavalli trasversale. 4. È un sistema più complicato di esecuzione e si presta meno alla prefabbricazione. 5. Presenta un cattivo disegno fronte al fuoco (in quello relativo alla propagazione dell´ fuogo) perché

c'è più continuità tra le piani. 6. L'incontro del muro con la fondazione è diretto attraverso un semplice dormiente. 7. L'erezione dell'edificio è complessa, perché si devono armare tutte le impalcature simultaneamente.

L'utilizzazione del montanti continue tra piani nel sistema di globo ubbidisce,probabilmente,alla difficoltà di ottenere la stabilità necessaria dell´aggregato, non avendo il rinforzo fornito dal cruscotto sulla sistema di piattaforma.

Sistema di piattaforma( Platform System)

.

1. È un sistema derivato dell´anteriore. 2. Le piattaforme ottenute constano di un´impalcatura di

montanti o travetti e traversali,più una chiusura di bordo strutturale.

3. Le piattaforme costituiscono tanto muri come solai. L'altezza di montanti più muro maestro corrisponde con l´altezza di piano.

4. Si presta meglio alla prefabbricazione per facilitare la costruzione di elementi intermedi.

5. Presenta un migliore designo fronte al fuoco (in relazione alla propagazione del fuoco) perché ottengono una migliore sigillatura tra le piante.

6. L'incontro con la fondazione si realizza attraverso il primo solaio con il dormiente intermedio.

7. L´erezione dell'edificio è molto semplice. Si vanno

elevando piattaforme di muri e solaii che sono rinforzato tra loro consecutivamente.

Questo è il sistema che abbiamo scelto per realizzare la nostra casa.

6.3. PLATFORM SYSTEM

6.3.1. Comportamento strutturale

La combinazione di elementi portanti leggeri (impalcatura), operando congiuntamente con elementi di copertura (chiusura e/o rivestimento) contribuito all´aggregato la resistenza e rigidità necessaria per le azioni verticali e orizzontali.

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Le piattaforme funzionano come una struttura piana (che resiste carichi perpendicolare al suo piano e contenuti in lui) e spaziale nell´aggregato dell'edificio. L'azione dei carichi sono distribuiti come segue:

I. Azioni verticali a) Sono resistito da solai di travetti e capriate in legno che trasmettono la carica ai muri

impalcature. b) Sono resistito per i muri impalcature: montanti rinforzati con l´àsse di chiusura per evitare

cedimenti.

II. Azioni orizzontali: vento e sismo a) Sono resistito dalle mura disposte perpendicolarmente alla direzione del vento.Si producono due

reazioni: uno alla testa dei montanti e l'altro nella fondazione. b) La reazione nella testa dei montanti viene trasmessa al diaframma dei solaio che agisce come tràve di

grande canto appoggiato nel due muri laterali. c) La reazione nella fondazione è trasmessa per i muri laterali, che allo stare incassati nel suolo, agiscono

come voladizo che trasmettono alla fondazione le reaziono della "tràve" del diaframma del solaio. Così, ogni muro si comporta come un diaframma rigidizado per l´àsse, che impedisce lo squilibrio.

d) Infine sul coperchio si producono un fenomeno simile in quello che i diaframmi si organizzano. Il fatto che tutto l´edificio ha la stessa costituzione rende adatto a sopportare gli sforzi variabili (vento e sisma) in chiunque delle sue facce.

6.4. Processo costruttivo

6.4.1. Fondazione La soluzione della fondazioni e si mette in moto del pianterreno dipende dell'esistenza di cantina, nel nostro caso non Come in tutti i sistemi costruttivi la fondazione ha la funzione principale di trasmettere le carichi alla terra. Nei sistemi costruttivi di legno (soprattutto nell´impalcatura leggera), si devono dare ,inoltre, due condizioni molto importanti: impedire che l'umidità arriva al legno, attraverso un adeguato disegno costruttivo e contrastare il possibile effetto di asuzione del vento. La soluzione della fondazione dipende dell'esistenza di cantìna, nel nostro caso no. Costruzioni senza cantina

Su solaio di calcestrùzzo. Su solaio di calcestrùzzo o in legno con camera d'aria ventilata..

Si realizzerà, come nella costruzione tradizionale, una fondazioni di fossa esperta su quella che si alza un muro di calcestrùzzo, mattone o blocco. Su questo muro si mette la struttura della casa.

Solaio con camera d'aria Questa soluzione consiste in costruire un solaio, che rimane sopraelevato rispetto al livello del terreno, lasciando una camera d'aria ventilata che evita condensazioni ed accumulazione di umidità. La camera ventilata avrà un'altezza minima di 30cm. Le aperture per ventilazione devono proteggersi con gràta e situare ad un'altezza adeguata per evitare la possibilità di entrata di acqua. La sezione minima delle aperture è di 15 cm2 per metro líneal. Il solaio può essere di calcestrùzzo o di travetti di legno e possono disporsi muri intermedi per accorciare la luce. Muro di calestruzzo

Lo spessore minimo del muro è di 150 a 200mm. La quota superiore dello stesso rimarrà alzato sul livello del terreno nell'estero un minimo di 150 a 200mm. (Figura 1)

6.4.2. SOLAIO

Generalizzazioni La piattaforma che costituisce il solaio questa formata per i seguenti elementi: travetti e chiusura di asse. Si appoggia su muri o travi (Figura 2).

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6.4.3. Travetti Travetti di legno seghettato Le travetti dei solaio tradizionali sono pezzi di legno seghettato, classificati strutturalmente e con squadrature normalizzati, diversi in ogni paese. In generale se scelgono qualità e spezi di legno molto aggiustato alle esigenze richieste quello che si traduce in un'economia di materiale. I differenti sigilli di qualità di alcuni paesi ( EE.UU., Canada e Escandinavia ) permettono specificare perfettamente il legno seghettato ad impiegare. Il suo contenuto di umidità deve controllarsi raccomandando non superare il 15 %. Inoltre non devono mescolarsi pezzi seccate con pezzi umidi, sebbene hanno la stessa resistenza strutturale, per evitare movimenti dell'impalcatura. Organizzazione e dimensionato La separazione abituale delle travetti è di 400mm. Questo può aumentarsi a 600mm con carichi e frecciate più soavi, o ridurre si a 300mm davanti a condizioni più esigenti. Per ragioni di disegno si tende ad utilizzare la stessa modulazione in solai e muri. Le travetti se uniscono sempre su elementi di appoggio: muri o travi (Figura 3).

6.4.4. Travi

Se possono utilizzare legno e prodotti derivati del legno invece di travi metalliche. Nel nostro caso scegliamo i prodotti derivati del legno. Travi di materiali derivati del legno Esistono materiali a base di legno che si utilizzato ogni volta più frequentemente come travi o altri elementi strutturali: il legno microlaminato (LVL) e il legno laminato in strisce (PSL). Con questi prodotti è possibile lasciare vani di maggiore luce e sostituiscono con vantaggio alla trave metallica.

Travi di legno microlaminato (LVL)

Impalcatura di muri e pareti

L'impalcatura di muri sta costituita in tutto l'aggregato di pezzi verticali, orizzontale ed inclinati. I pezzi verticali si denominano montanti, l'orizzontale, traverse ( muro maestro superiori ed inferiore, ed architravi ) . e le inclinati, puntoni ( figura 4). Generalmente i muri esteriori ricevono una chiusura nella faccia esteriore ed un rivestimento interiore, e l'interiore un rivestimento in ambedue facci. Nel sistema globo (ballon frame) le montanti verticali hanno un'altezza di due piantate e vanno inchiodati al durmiente che si àncora nella fondazionie. Le travetti di solaio si inchiodano nel laterale degli montanti. Quando questa impalcatura sta armato, se inchiodano trasversali orizzontali tra montanti per dare maggiore capacità resistente all'unione.

6.4.5. Montanti Sono pezzi di legno seghettato di dimensioni normalizzati classificati strutturalmente e disposti verticalmente. La separazione ad assi abituali è di 400mm sebbene possono aumentarsi a 600mm o diminuire si a 300, in funzione delle carichi a sopportare e delle squadrature disponibili. Si tende ad utilizzare la stessa modulazione che in solai e muri per facilitare il disegno e montaggio. Armato dei muri I moduli di muri se armano, generalmente, prima della sua erezione ( bene in situ o in fabbrica ). Sebbene può farsi dopo, quello abituale è che, un volta armato gli elementi, si collochi la chiusura. Oltre a che l'inchiodato è più semplice, si evitano descuadres durante l'installazione. Anche è conveniente collocare in questo momento l'isolamento. Tutti i pezzi devono avere la stessa larghezza e, preferibilmente, la stessa grossezza. I vani per porte e finestre possono farsi in questa fase, sebbene quello normale è che si facciano al terminale, quando si vada a ricevere la falegnameria.

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Chiusura del muro

La chiusura è il caro estero dell'impalcatura e si inchioda direttamente a questo. Serve di sostegno del rivestimento esteriore e riceve l'isolamento. La chiusura si risolve con assi ( compensato o di trucioli ) o tavolato. Gli assi si collocano, generalmente, di forma verticale affinché coincida la sua dimensione con l'altezza totale del muro. Se si dispongono orizzontalmente si devono alternare le giunte. Le separazioni di inchiodato sono simili al di solai: attorno 150mm nei bordi e 300mm nell'interiore.

6.4.6. Erezione dei muri Esistono due sistemi per erigere l'impalcatura: con o senza chiusura. Per la nostra casa andiamo ad alzare la piattaforma completa. Erezione della piattaforma completa I muri si alzano interi o per moduli e vanno completi ( impalcatura, chiusura, e in alcuni casi isolamento ). Si puntellano temporaneamente mentre si aggiustano i contíguos, con quelli che rimarranno legati. Gli incontri di angolo devono studiare si in precedenza.(Figura 5) Si deve cessare una giunta di espansione di 2 a 3mm tra assi per evitare l'abombamiento delle piattaforme per effetto dell'eventuale gonfiore dell'asse.

Vincolo tra muri e solai

Il solaio appoggia direttamente sulla testa del muro di pianterreno. Costituire una nuova piattaforma su quella che si alza il muro della seguente pianta.( Figura 6)

6.4.7. Tetto inclinato Risolviamo il tetto con un sistema di capriate prefabbrichi. Questi offrono molte vantaggi, come l'affidabilità, la rapidità di esecuzione e l'economia di materiale. Forniscono un'impalcatura per la chiusura ed una cavità per l'isolamento. La sua ventilazione è semplice attraverso delle grondaie e delle aperture nei muri. Generalmente salvano la luce totale senza appoggi intermedi, con la conseguente flessibilità del disegno interiore (Figura 7).

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La scarsa separazione tra le armature, faccia che non è preciso un secondo ordine di pezzi (cinghie) e possa salvarsi la luce solo con una chiusura di assi. Il rinforzo nel piano di tetto si consegue con il proprio asse di chiusura, che forma un diaframma. La capriata sta composta per puntoni e saettoni . I pezzi sono di legno seghettato e si hanno coincidenza nei nodi mediante placate metallici dentati armate in fabbrica. La soluzione con cartellini di asse compensato inchiodato segue sta vigente ed è facile di realizzare in opera. Si scelgono spezi e qualità con le esigenze minime per ogni applicazione, cercando il risparmio di materiale. Esistono differenti sigilli di qualità, con quelli che il legno può selezionarsi per i requisiti resistenti di ogni pezzo. Il contenuto di umidità non deve eccedere del 19 %, sebbene l'ideale è il 15 % e non devono mescolarsi legni secchi con umidi, per evitare movimenti dell'impalcatura. I capriate prefabbricati salvano distanziate compresi tra 6 e 16 metri con separazione variabile tra assi-400,600,1200 mm, essendo 600mm il più frequente.

Il maneggio dei capriate intima una serie di precauzioni.

Il trasloco e collocazione deve farsi sempre in posizione verticale per evitare descuadres laterali.

Se hanno meno di 6m di luce possono muoversi a mano, ma per distanze maggiori si intimano vari operai o l'impiego di equipaggiamenti meccanici. Prima si installa la capriata corrispondente al muro pinolo che si puntella dal suolo e dopo, successivamente, si collocano tutte altri.

Tutti i pezzi si vanno inchiodando di corsa di distribuzione o muro maestro superiore dell'impalcatura. Ogni certa distanza deve disporsi un rinforzo.

Il vincolo dei capriate sul muro deve risolversi mediante ancoraggi, per avvisare possibili effetti di suzione del vento( Figura 8)

Per continuare si mostrano alcuni dettagli costruttivi per tetti: incontro di lima tesa ( figura 9), trovo di lima fossa ( figura 11 )y) grondaie ( figura 12 ).

7. CALCOLI

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7.1. Calcolo di pannelli solari termici

l pannello solare serve a catturare l'energia che giunge dal Sole sulla Terra e ad utilizzarla per produrre acqua calda ad una temperatura che può raggiungere anche 60 -70°C.

L'insolazione dipende dalla nuvolosità e dall'orientamento del pannello rispetto al sole e un pannello riceve più energia solare quando è orientato direttamente verso il sole. Si potrebbe pensare alla possibilità di dotare i pannelli di sistemi ad inseguimento della traiettoria apparente del sole ma, sebbene sia tecnicamente possibile, non è una soluzione valida dal punto di vista economico: il costo dei sistemi di inseguimento e la loro manutenzione non ripagano il beneficio da essi prodotto. Il pannello fisso fornisce la migliore resa se orientato a sud ed è inclinato 10 gradi in meno rispetto alla latitudine del luogo se deve produrre acqua calda, 10 gradi in più se serve per il riscaldamento. L'Italia è un paese con un buon livello di irraggiamento, pari mediamente a 5-6 kwh/mq/giorno, vale a dire che in concreto l'energia solare disponibile su 4mq di pannelli solari è in grado di soddisfare il 70% circa del fabbisogno di acqua calda di una famiglia di 4 persone durante tutto l'anno.

L'acqua calda prodotta, accumulata in un apposito serbatoio, potrà essere utilizzata per gli usi sanitari di casa, come pure per riscaldare le piscine o servire le esigenze di alberghi, scuole, camping, impianti di balneazione, ecc.

In esso si distinguono le seguenti parti:

• il pannello solare vero e proprio che permette di trasformare la luce solare in calore;

• il serbatoio di accumulo dell'acqua calda (detto anche boiler o accumulatore). I pannelli solari possono essere raggruppati in alcune tipologie principali: scoperti (senza vetro), vetrati (o piani) e sottovuoto (o con tubo evacuato). Il pannello solare più utilizzato è quello vetrato che risulta essere così composto. Un assorbitore della luce solare, costituito da una lastra simile ad un radiatore (che può essere in acciaio o in rame), all'interno della quale è inserito un fascio di tubi in cui scorre il liquido del circuito primario destinato ad essere riscaldato. Tale fluido è normalmente acqua addizionata con antigelo in modo da resistere al freddo invernale senza congelarsi. Una lastra di vetro trasparente, posta superiormente all'assorbitore, che permette il passaggio dei raggi solari. L'assorbitore, scaldandosi, emette energia sotto forma di radiazione infrarossa: ma il vetro, nei confronti di queste radiazioni, attenua la dispersione all’esterno perché è opaco (effetto serra). Nella parte sottostante del pannello è inserito un isolante termico (in fibra di vetro o in poliuretano espanso privo di CFC) che riduce le dispersioni di calore. Il pannello è chiuso posteriormente da una scocca, spesso realizzata in lamiera. Il tutto (vetro, assorbitore e fascio tubiero, isolante termico e scocca posteriore) è tenuto assieme da uno chassis che assembla le parti e conferisce al pannello robustezza e stabilità. Il serbatoio di accumulo dell'acqua contiene al suo interno uno scambiatore di calore ad intercapedine nel quale circola il liquido del circuito primario che, cedendo il calore ricevuto dal sole, riscalda l'acqua contenuta nel serbatoio. Quindi nel serbatoio (che è coibentato al fine di conservare il calore) si trovano due circuiti idraulici separati: quello primario del pannello, in cui circola il liquido riscaldato dal sole e quello secondario in cui circola acqua sanitaria e che é collegato all'impianto idraulico di casa. La dimensione ottimale dell'accumulatore consente di soddisfare al meglio le esigenze suddette e dipende dalle condizioni climatiche, dal tipo di richiesta dell'energia e da condizioni di carattere economico. Se si tengono presenti sia gli aspetti tecnici che economici il campo dei valori ottimali è generalmente compreso tra i 50 e i 100 lt per mq di area captante. Oltre al dimensionamento, l'isolamento del boiler costituisce un fattore importante nel buon funzionamento del sistema in quanto, riducendo l'energia dispersa, aumenta quella disponibile all'utenza. E' importante perciò tener conto del grado di isolamento dei bollitori, soprattutto se sono esterni come succede negli impianti a circolazione naturale.

Calcolo

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Per la realizzazione del sistema di pannelli solari abbiamo realizzato il calcolo per vedere il numero necessario di captadori che abbiamo bisogno per nostra casa. Il calcolo si è realizzato per il 21 di giugno perche è il solstizio d´estate e si consideri che le temperature massime saranno questi giorni. Per questo, calcoliamo che nei mesi di giugno, luglio e agosto hanno il rendimento più alto possibile. Il captadore scelto è il modello “ Collettore solare orizzontale CFO-25” di la casa commerciale Sylber. Si introducono i valori della resa ottima, del coefficiente di perdite e superficie di assorbimento e ilrisultato ci dica che con una sola placca l'installazione compie.

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7.2. Calcolo pannelli solari fotovoltaici

L'energia solare è una risorsa pulita e rinnovabile, indispensabile per la vita sulla terra. L'energia solare ci offre anche una possibilità di liberarci dal peso della bolletta dell'elettricità e migliorare la qualità di vita.

Detto questo, possiamo approfondire il tema e scoprire cosa sono i pannelli fotovoltaici e come producono energia elettrica tramite la luce solare. Alcuni materiali come il silicio possono produrre energia elettrica se irragiati dall'energia solare. Una caratteristica fisica che ha consentito negli anni '50 di realizzare la prima cella fotovoltaica della storia dell'uomo, una cella in grado di produrre direttamente energia elettrica se esposta ai raggi del sole. Lo stesso nome "fotovoltaico" esprime in sè tutto il significato della scoperta, "foto" deriva da "luce", "voltaico" deriva invece da Alessandro Volta, inventore della batteria.

Le celle fotovoltaiche collegate tra loro formano un "modulo" (cd modulo fotovoltaico o modulo FV). I moduli sono collocati in serie nei pannelli da installare sui tetti delle abitazioni o in qualsiasi spazio esposto alla luce solare (terrazze, terreni, ecc.).

In Italia e nel mondo, i pannelli fotovoltaici stanno conquistando rapidamente il favore dei consumatori e delle famiglie. Il vantaggio è evidente, investendo in un impianto fotovoltaico casalingo si abbatte il costo dell'energia elettrica per almeno 25-30 anni e, nel momento in cui l'Italia approverà la normativa europea sul "conto energia", i proprietari di pannelli solari fotovoltaici potranno anche ottenere un reddito mensile netto (profitto) in funzione dell'energia elettrica prodotta dai pannelli.

I risultati ci danno variate alternativi segun è estate o sverno e se

lo orientiamo verso il sud, nord o centro.

Come si comprova, con un orientamento sud si ho bisogno di

una potenza minore riguardare che del nord o centro

Noi prendiamo della marca commerciale SOLARWORLD il

pannello sW 180 che ha una potenza massima di 180, per ciò

che collocheremo 2 pannelli di sW180 quello che ci fornisse

360 Wp che è superiore alla potenza che avremo bisogno in

inverno.

Perciò, non ci hara privo consuma nessuno tipo di elettricità per

nostra casa, quello che suppone un risparmio di denaro ed è

vantaggioso per l'ecosistema.

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7.3. Calcolo di trasmittanze

Parete senza requisiti minimi di massa frontale Mf 68,300 kg/m

2

R 5,208

m2

K/W

Parete regolamentare

U 0,192

W/m2

K

Comune Zona Climatica Provincia Gradi Giorno

Torino E TO 2617

Limiti temporali 2006 2008 2010 Massa frontale

U limite ---> 0,46 0,38 0,34 senza requisiti <----Requisito

Calcolo della trasmittanza termica U e della resistenza termica R di pareti

strato descrizione materiale s s R

m kg/m3 kg/m

2 W/m*K m

2K/W

INTERNO

Adduttanza interna 0,130

1 Cartongesso 0,0150 900 13,500 0,210 0,071

2 Lana di Roccia 0,0400 30 1,200 0,040 1,000

3 OSB 0,0110 650 7,150 0,130 0,085

4 Lana di Roccia 0,1400 30 4,200 0,040 3,500

5 OSB 0,0110 650 7,150 0,130 0,085

6 Legno di Rovere 0,0300 850 25,500 0,209 0,144

7 Pannelli in legno lamellare 0,0200 480 9,600 0,130 0,154

8 ---- 0 0,000 0,000 0,000

9 ---- 0 0,000 0,000 0,000

10 ---- 0 0,000 0,000 0,000

11 ---- 0 0,000 0,000 0,000

12 ---- 0 0,000 0,000 0,000

Adduttanza esterna 0,040

ESTERNO

Spessore TOT in metri = 0,267

Risultati del calcolo

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Comune

Zona Climatica Provincia Gradi Giorno

Torino E TO 2617

Limiti temporali 2006 2008 2010 Massa frontale

U limite ---> 0,46 0,38 0,34 senza requisiti <----Requisito

Calcolo della trasmittanza termica U e della resistenza termica R di coperta strato descrizione materiale s s R

m kg/m3 kg/m

2 W/m*K m

2K/W

INTERNO

Adduttanza interna 0,130

1 OSB 0,0150 650 9,750 0,130 0,115

2 Polietilene espanso in lastre 30 Kg/m3 0,0020 30 0,060 0,040 0,050 3 Fiocchi di cellulosa 0,1400 50 7,000 0,040 3,500 4 Legno di Rovere 0,0380 850 32,300 0,209 0,182 5 Tegola 0,0180 2100 37,800 0,930 0,019 6 7 ---- 8 ---- 9 ---- 10 ---- 11 ---- 12 ---- Adduttanza esterna 0,040 ESTERNO

Spessore TOT in metri = 0,213

Risultati del calcolo

Parete senza requisiti minimi di massa frontale Mf 86,910 kg/m2

R 4,037 m

2 K/W

Parete regolamentare U 0,248 W/m

2 K

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PARETI

Calcolo di condensazioni

- Condensazioni superficiali

La verifica della limitazione di condensazioni superficiali si basa nella comparazione del fattore di

temperatura della superficie interiore( fRsi ) e il fattore di temperatura della superficie interiore

minima (fRsi min) per le condizioni esteriori e interiori del mese di gennaio, in questo modo che fRsi >

fRsi min.

Per una classe di igrometria 3 o inferiore ( uso residenziale-casa ) e zona climatica E, si stabilisce un

valore di fRsi min = 0,64 .

Il fattore di temperatura della superficie interiore si calcola della seguente forma:

fRsi= 1 – U x 0,25 = 1 – 0,192 x 0,25 = 0,952

Per tanto, nel muro non si produrranno condensazioni superficiali, dato che:

fRsi= 0,952 0,64 = fRsi min.

- Verifica della limitazione delle condensazioni interstiziali

La condensazione interstiziale è quello che appare nella massa interiore di una chiusura, come

conseguenza che il vapore di acqua che lo attraversa basta la pressione di saturazione, ad una

temperatura data, in alcuno punto interiore di detta massa.

Come tutte le chiusure impostate dispongono di barriera per-vapore nella faccia calda

dell'isolamento termico, non si esige verifica delle condensazioni interstiziali.

Come si deduce, nemmeno saranno le condensazioni quelle che supporranno un problema per le

case costruite con impalcatura leggera.

COPERTA

Calcolo di condensazioni

- Condensazioni superficiali

La verifica della limitazione di condensazioni superficiali si basa nella comparazione del fattore di

temperatura della superficie interiore( fRsi ) e il fattore di temperatura della superficie interiore

minima (fRsi min) per le condizioni esteriori e interiori del mese di gennaio, in questo modo che fRsi >

fRsi min.

Per una classe di igrometria 3 o inferiore ( uso residenziale-casa ) e zona climatica E, si stabilisce un

valore di fRsi min = 0,64 .

Il fattore di temperatura della superficie interiore si calcola della seguente forma:

fRsi= 1 – U x 0,25 = 1 – 0,248 x 0,25 = 0,938

Per tanto, nel muro non si produrranno condensazioni superficiali, dato che:

fRsi= 0,938 0,64 = fRsi min.

- Verifica della limitazione delle condensazioni interstiziali

La condensazione interstiziale è quello che appare nella massa interiore di una chiusura, come

conseguenza che il vapore di acqua che lo attraversa basta la pressione di saturazione, ad una

temperatura data, in alcuno punto interiore di detta massa.

Come tutte le chiusure impostate dispongono di barriera per-vapore nella faccia calda

dell'isolamento termico, non si esige verifica delle condensazioni interstiziali.

Come si deduce, nemmeno saranno le condensazioni quelle che supporranno un problema per le

case costruite con impalcatura leggera.

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9.BIBLIOGRAFIA

Documenti: -Tesi “Vivienda Sostenible” - Sistemi di riscaldamento solare in edifici Internet: - Zona Clima - ENEA- Fonti rinnovabili Libri: - La casa ecologica prefabbricata, Sara di Micco - Case di impalcatura leggera - Impalcatura leggera di sistema platform - Strutture e involucro : strutture in legno e metallo, facciate, serramenti, coperture - Manuale pratico di edilizia sostenibile : principi dettagli costruttivi - Plinti, platee, travi rovesce : dimensionamento, dettagli costruttivi e modalità

esecutive / Antonio Casalini

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