- scritto da Rosaria Agueci
- categoria Progetti
Prototipo LIMA: l’abitazione che ridefinisce le strategie ambientali nel mediterraneo
Ormai da anni l’architettura investiga sull’applicazione di materiali ecocompatibili, naturali e riciclabili, che siano energeticamente efficienti e non usino prodotti nocivi per l’ambiente e la salute. Anche per questo motivo l’applicazione del metodo olistico è sempre più diffuso: è il caso del prototipo LIMA, abitazione progettata a Barcellona (Low Impact Mediterranean Architecture) dall’omonimo gruppo di ricerca composto da università, progettisti, consulenti ambientali, impiantisti ed imprese. Un progetto esemplare per metodologia e risultati ottenuti che intende fissare le migliori strategie da adottare nel mediterraneo.
In tutta Europa si sono sviluppate e diffuse metodologie d’analisi che rendono possibile l’identificazione dei valori sostenibili e la loro quantificazione in termini scientifici.
La visione olistica (ovvero una visione d’insieme, non di ciascuna parte del progetto presa a compartimenti stagni) proposta dal gruppo LIMA per l’analisi d’impatto ambientale di questo prototipo di abitazione comporta la risoluzione dei problemi legati all’uso dell’energia durante la fruizione dell’edificio, ma anche: energia incorporata nei materiali, cicli dell’acqua, salute ed comfort dell’utente.
Approfondiamo insieme strategie ambientali, metodologie, progetto, materiali e strategie.
LIMA: IL GRUPPO DI RICERCA ED IL PROGRAMMA
Il gruppo di ricerca
Si tratta di un’associazione senza fine di lucro, con l’obiettivo di contribuire al cambio di paradigma nelle costruzioni e dar vita ad un modulo costruttivo a basso impatto ambientale, applicabile a diverse tipologie (abitazioni, scuole, etc.), per climi temperati.
Il gruppo di lavoro ha ottenuto per il prototipo LIMA numerosi premi, tra i quali: “Medio Ambiente de la Generalitat” nel 2009, “Acciò 21” (Comune di Barcellona, 2010: innovazione e sosteniblità), alla XIII Biennale di Architettura di Buenos Aires; inoltre fa parte del Piano Strategico Metropolitano di Barcellona e dei progetti dell’allegato 52 dell’Agenzia Internazionale dell’Energia: “Verso edifici solari a zero energia dalla rete”.
La metodologia
A differenza della maggior parte dei progetti che considerano unicamente le prestazioni energetiche dell’edificio, il prototipo LIMA analizza le 4 grandi aree tematiche legate all’impatto ambientale: materiali, energia, acqua, salute e bioabitabilità (comfort degli utenti).
Per ciascuna vengono definiti indicatori e profili standard raggiungibili tecnicamente ed economicamente, si creano vari scenari di miglioramento, associati al corrispondente rapporto costi–benefici. Particolare attenzione è data alla domanda e al consumo d’energia.
L’abitazione è analizzata dalla fase di costruzione alla fine della sua vita. La completezza del metodo dà una visione completa e matura: alle previsioni progettuali è seguito, dopo la realizzazione, un approccio empirico ed il monitoraggio dell’edificio, suddiviso in due fasi:
- Raccolta dati (dalla fine della Fiera Construmat 2009 a dicembre 2011) in condizioni standard fisse: una vera simulazione, come se il prototipo fosse abitato. Sono stati conferiti all’edificio carichi energetici e vapor d’acqua pari a quelli che si avrebbero durante il reale uso: calore sensibile e latente generato da occupanti, sistemi d’illuminazione, equipaggiamenti elettrici, vapor d’acqua causato dalle docce. Si ottengono, così, dati di consumo invernale ed estivo in condizioni di calcolo e si verifica la precisione degli strumenti di simulazione. In quel periodo il prototipo era collocato al Campus della Scuola d’Ingegneria e Architettura “La Salle”, Università Ramon Llull, a Barcellona.
- Raccolta dati (anni 2012–2014) in reali condizioni d’uso: il prototipo è stato collocato definitivamente a Sant Cugat de Valles, Barcellona. Sono stati monitorati anche: funzionamento della climatizzazione geotermica (da fonte di tipo provenzale , cioè un sistema che lavora sull’ inerzia termica e funge da climatizzatore naturale), ciclo completo dell’acqua e altri fattori per l’analisi del comfort per gli utenti.
Progettazione, realizzazione e controllo incrociato dei risultati dimostrano che anche per il clima mediterraneo si può costruire a basso impatto ambientale: basta applicare una corretta metodologia progettuale.
IL PROTOTIPO
Il prototipo LIMA è un vero e proprio laboratorio in scala reale, un modulo base che si ripeterà negli edifici previsti in futuro.
È composto da due moduli: uno di 45 mq e l’altro di 25 mq, con una centrale di produzione energetica, pannelli per la captazione solare e una pompa di calore. Ha 120 punti di controllo per monitorare parametri ambientali, conoscere consumi ed eventuali guasti, poter intervenire su essi.
Il sistema costruttivo
Il sistema costruttivo dell’abitazione è formato da 5 strati di pannelli strutturali in legno lamellare d’abete rosso, termicamente isolato con un cappotto esterno in pannelli di fibre di legno riciclato (spessore 120mm), opportunamente protetto dagli agenti atmosferici:
- In facciata la struttura ha uno spessore di 108mm, rinforzati all’esterno con listelli verticali da 120mm tra i quali si colloca l’isolante. I pannelli sono alti 3,00m e larghi fino a 8,40m. La finitura esterna è di listelli orizzontali in legno di larice trattati con olii naturali (19mm di spessore), separata dall’isolante mediante intercapedine d’aria (30mm) con funzione di regolazione bioclimatica. La finitura interna, separata dalla struttura mediante una camera d’aria di 30mm, è composta principalmente da carton–gesso (15mm). Il pacchetto è in grado di garantire una trasmittanza di 0,26 W/mqK.
- In copertura i pannelli strutturali, poggiati alle pareti perimetrali, hanno 125mm di spessore; l’isolante è posto su di essi, protetto dall’impermeabilizzante. Grazie ad un manto vegetale (Sedum) su 80mm di compost e con drenaggio, aumenta l’inerzia termica, e raggiunge una trasmittanza di 0,25W/mqK.
- Nel solaio di base la struttura ha 125mm di spessore, e 100mm d’isolante. Il pavimento è rifinito con parquet in bambù. Il pacchetto è rialzato da terra e garantisce trasmittanza pari a 0,36W/mqK.
- Gli infissi, in legno di larice laminato, doppio vetro (6/12/3+3), argon 90% e lamina basso–emissiva nell’intercapedine, garantiscono ottime prestazioni termiche (trasmittanza termica: 1,1W/m2K, trasmittanza termica globale: 1,4W/m2K, fattore solare: 0,48).
- Gli schermi solari: lamelle in alluminio orientabili ed automatiche permettono l’ingresso della luce secondo la sua intensità e la posizione solare.
Tutti gli elementi dell’involucro assicurano trasmittanze al di sotto dei valori di legge spagnoli.
LE STRATEGIE PROGETTUALI
L’obiettivo finale del progetto è lo sviluppo di uno standard costruttivo mediterraneo che tenda alla chiusura dei cicli di vita di materiali, acqua ed energia. Vi presentiamo strategie e risultati secondo aree d’interesse ambientale.
Materiali
È stato applicato il metodo del ciclo di vita dei materiali: individuare impatti ed emissioni è servito per studiare le soluzioni alternative e ridurli.
La costruzione è una fase breve, ma comporta la maggior parte delle emissioni (fabbricazione, trasporto e posa in opera), perciò si sono scelti materiali naturali, con cicli di vita quasi chiusi. Circa l’80% dei materiali sono riciclati o riciclabili; di questi il 60% sono di origine vegetale, riciclabili e rinnovabili (legno), ed il 20% derivano da riciclaggio (compost, terra, ghiaia). Solo il 20% di essi, principalmente destinati all’impiantistica, sono fabbricati ad hoc per il prototipo.
La sostituzione di cemento, acciaio e alluminio con i materiali suddetti non genera minori emissioni nella fase di produzione e trasformazione, ma, essendo più leggeri, incidono su trasporto e strutture. Inoltre si ha l’effetto benefico legato alla vita della vegetazione: essa assorbe CO2 dall’atmosfera, bilanciando impatti ed emissioni.
Materiali isolanti, olii e tinture sono naturali per ridurre l’impiego di sostanze chimiche dannose.
Energia
La fase di utilizzo dell’edificio è la seconda più energivora: energia elettrica, gas destinate al condizionamento invernale ed estivo, acqua calda sanitaria, illuminazione, altri elettrodomestici. Di questi il più incisivo è il condizionamento, strettamente legato alle caratteristiche costruttive dell’edificio: la scelta di un buon involucro(isolamento termico, inerzia termica, schermature solari) garantisce risparmi energetici notevoli; in base ad esso è stata studiata l’impiantistica (climatizzazione, elettrodomestici, illuminazione), accompagnata alla gestione razionale e l’impiego di meccanismi di controllo.
Il prototipo ha una domanda energetica di 2,26kWh/mqanno per il riscaldamento e 9,16kWh/mqanno per il raffrescamento, riduce del 97% le emissioni di CO2 associate ai materiali da costruzione nell’arco di 60 anni di vita dell’edifici. Ciò è stato possibile grazie alla sostituzione di materiali convenzionali (cemento, acciaio, alluminio), che richiedono alti apporti energetici, con altri naturali, quali il legno.
Per diminuire il consumo d’energia durante l’uso, si è giocato con: aumento dello spessore dell’isolante, schermature solari, inerzia termica in copertura (tetto verde), recuperatori di calore, regolazione della ventilazione secondo occupanti, climatizzazione centralizzata ad alta efficienza, sistemi di controllo e gestione, illuminazione a basso consumo, elettrodomestici di classe A+ ed A++, energie rinnovabili (pannelli solari termici, impianto fotovoltaico).
Acqua
Considerando i cambi climatici e la riduzione delle piogge nell’area mediterranea, si sono distinti: reali usi potabili dell’acqua e non. Si è arrivati ad una stima di risparmio del 50% attraverso:
- rubinetteria ed elettrodomestici a basso consumo;
- raccolta acqua piovana per irrigazione e lavatrice;
- riciclo di acque grigie di docce e bidet.
Il prototipo include sistemi di trattamento biologico delle acque nere.
Bioabitabilità
Si è previsto di gestire il comfort controllando: temperatura, livelli sonori, luce naturale, qualità dell’aria.
La scelta dei materiali è stata fatta per evitare la presenza di agenti biologici (microorganismi, muffe, funghi), chimici (composti volatili, monossido di carbonio e CO2) e fisici dannosi. Sono stati anche controllati: intensità dei campi elettrici, elettromagnetici, radioattività naturale e artificiale.
I dati offerti da questa ricerca fino ad ora hanno permesso di ridefinire l’approccio metodologico alla progettazione sostenibile, verificando le ipotesi teoriche e incrociando costi e benefici. Il programma di monitoraggio, ancora in corso, si concluderà nel 2014. Siamo curiosi di conoscerne i risultati e poter usufruire dell’esperienza, questa volta pragmatica, che questo studio offre al settore.
