Warren Woods Ecological Field Station: i primi laboratori Passivi d'America

Il “Warren Woods Ecological Field Station”, progettato dal gruppo Go logic, è il primo laboratorio nel Nord America certificato Passivhaus, il quinto al mondo e il primo fuori dalla Germania.

Quando l’Università di Chicago scelse come luogo per i laboratori del Dipartimento di Ecologia un sito nelle vicinanze della sponda sud del lago Michigan nessuno si sarebbe aspettato quello che è stato poi il risultato finale. Le polemiche scaturite dall’idea di realizzare una struttura altamente tecnologica in un luogo incontaminato a pochi passi dalla riserva naturale del Warren Woods State Park (Michigan) sono state spazzate via da un edificio non solo perfettamente calato nel paesaggio naturale che lo circonda ma anche a bassissimo consumo energetico.

PASSIVHAUS A VIENNA: IL PRIMO GRATTACIELO CERTIFICATO

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La scelta del sito per il Warren Woods Ecological Field Station

La scelta del luogo non è stata casuale: un legame storico e un debito di riconoscenza uniscono l’Università di Chicago con i campi di ricerca nella regione sud del Lago Michigan.

Insieme ai fondi della Divisione di Scienze Biologiche dell’Università, a finanziare in maniera significativa il progetto è stato infatti un generoso lascito da parte di Harriet Cowles Waller, figlia di Henry Cowels. Professore del Dipartimento di Botanica dell’Università di Chicago a cavallo tra il XIX e XX secolo e considerato oggi il padre dell’ecologia americana, Cowels ha condotto alcuni dei suoi esperimenti più significativi proprio nei territori a sud-est del lago.

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Il restauro ecologico e la scelta di un edificio Passivhaus

Quella di progetto è un’area strategica: connotata da differenti tipi di habitat, tra i quali boschi di latifoglie, foreste di faggi ed aceri e scampoli di prateria umida, è un luogo ideale per gli studiosi delle scienze naturali.

Un intervento di restauro ecologico aveva permesso di ricostruire gli ecosistemi danneggiati o degradati grazie all’utilizzo di materiale vegetale e animale locale ma erano necessarie nuove strutture dotate di strumenti e impianti all’avanguardia per poter condurre ricerche sulla biodiversità, traiettorie evolutive, interazioni ecologiche tra le diverse specie vegetali oltre che esperimenti botanici in siti dedicati.

L’obiettivo che bisognava perseguire, sia nella progettazione che nel funzionamento, era la sostenibilità a lungo termine raggiungibile solo attraverso un edificio dai costi operativi estremamente ridotti e con impianti a bassa manutenzione. La scelta è quindi ricaduta su una struttura accreditata Passivhaus, con standard energetici molto più rigorosi, rispetto ad una certificazione di tipo LEED (meno stringente dal punto di vista dei consumi ma più attenta alla sostenibilità globale del progetto e a uno stile di vita ecologico da parte degli occupanti).

A supportare GO logic, studio di architettura con sede a Belfast (Maine), durante il complesso iter di ideazione, realizzazione e certificazione, è stato un gruppo di progettazione locale, l’Energy Wise Homes di Lansing (Michigan).

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Le sfide del progetto Warren Woods

Il progetto, con le sue molteplici sfide, si è subito rivelato estremamente accattivante per i progettisti.

Collocato a più di 100 km da Chicago, bisognava tener conto, a livello funzionale, delle esigenze dei ricercatori in un edificio satellite dell’Università e allo stesso tempo soddisfare complessi requisiti tecnici indispensabili per la realizzazione di laboratori in un ambiente fortemente umido. Ai fini di un corretto bilancio energetico, inoltre, non potevano essere sottovalutati gli elevati livelli di occupazione da parte dei ricercatori ma soprattutto la quantità di calore generata dagli impianti di ricerca scientifica tra cui camere di crescita delle piante, un freezer a -80°C, un incubatrice e strumenti per l’estrazione del DNA.

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La soluzione finale è frutto di un proficuo colloquio tra architetti e ricercatori. In essa un laboratorio equipaggiato offre la possibilità a piccoli gruppi di studenti e a ricercatori di crescere, trattare e studiare le piante, tre piccoli alloggi consentono il soggiorno per la conduzione di progetti di ricerca a lungo termine mentre un’area per i seminari, i bagni e un cucinino rendono l’edificio ideale per lo sviluppo di programmi educativi, lezioni ma anche riunioni di dipartimento ed eventi.

Seguendo l’asse eliotermico, i laboratori veri e propri sono disposti a nord in modo da ridurre al minimo il surriscaldamento degli ambienti di ricerca (soprattutto durante i periodi più caldi) mentre l’area riservata ai seminari, con le sue ampie superfici finestrate, è completamente esposta a sud. Realizzate con vetri per il controllo solare, le generose aperture consentono alla luce di entrare ma evitano un eccessivo innalzamento della temperatura interna con la conseguente riduzione dell’uso di aria condizionata.

La doppia altezza della sala riunioni, che enfatizza l’ambiente grazie all’ulteriore apporto di luce naturale, si annulla al di sopra dei laboratori lasciando spazio ad una sala relax privata per i ricercatori.

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Involucro e impianti per standard passivi

La volontà di un inserimento silenzioso dell’edificio nella cornice naturale in cui è immerso traspare nella scelta degli architetti di utilizzare il legno invecchiato come rivestimento esterno, mentre il carattere fortemente tecnologico della struttura si evince dalla presenza dell’acciaio perforato, impiegato come schermatura solare per le aperture vetrate e a protezione delle zone di stoccaggio dei materiali.

Al fine dell’ottenimento di prestazioni in linea con gli standard Passivhaus, l’involucro dell’edificio è fortemente isolato: ai pannelli strutturali isolati (SIP), che prevedono uno strato interno isolante intercluso tra due elementi portanti in OSB (Oriented Strand Board), è stato infatti aggiunto un’ulteriore lastra di legno coibentata con cellulosa.

La vera innovazione è però rappresentata dalla platea di fondazione il cui isolamento (20 cm di ESP) è stato realizzato con un sistema esclusivo per il quale GO logic ha ottenuto il brevetto.

Al gruppo di progettazione va anche il merito di aver ideato un sistema che sfrutta in maniera intelligente il calore prodotto dalle apparecchiature di laboratorio e grazie al quale l’aria calda generata dai macchinari, anziché essere semplicemente dispersa all’esterno, viene recuperata e distribuita in tutto l’edificio. Convinti che tale impianto sia sufficiente ai fini della climatizzazione invernale, i progettisti hanno comunque fatto installare pompe di calore supplementari utilizzate anche per il raffrescamento durante i periodi caldi, insieme ad un efficiente sistema di ventilazione notturna.

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La certificazione Passivhaus

La Warren Woods Ecological Field Station ha ottenuto la certificazione da parte del Passive House Institute di Darmstadt (Germania) il 15 giugno 2014; l’entusiasmo per il raggiungimento di tale obiettivo traspare chiaramente dalle parole di Joy Bergelson, PHD e Presidente del Dipartimento di Ecologia ed Evoluzione dell’Università di Chicago a cui i laboratori sono destinati. Bergelson ha infatti dichiarato di essere “eccitato di vedere finalmente andare a buon fine un progetto con un risultato finale che non solo pone un nuovo standard di efficienza energetica ma è anche bello”.

Oltre alle notevoli prestazioni energetiche è stato infatti il design pulito ed essenziale dell’edificio a provocare consensi unanimi a dimostrazione di come forma, funzione, tecnologia e sostenibilità possono convivere all’interno di un medesimo progetto.

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Vanessa Tarquini

Vanessa Tarquini Ingegnere edile-architetto

Razionale e puntigliosa, ama la progettazione a 360° e si concede per hobby sporadici viaggi mentali. Salutista, pratica regolarmente yoga e sfrutta la sua passione per la corsa per ordinare le idee. Nel tempo libero si perde in escursioni tra le montagne abruzzesi. 

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