L’ Identità e il Carattere dello spazio.
Nell’affrontare il tema per la nuovo Istituto Agrario, ci siamo proposti un nuovo modo di pensare e di vivere un edificio scolastico. Abbiamo pensato ad una scuola agraria come un luogo dove tutti, studenti e professori, possano vivere costantemente in un rapporto diretto con l’ambiente naturale dove serre, aule e laboratori siano a contatto diretto col terreno e gli spazi esterni. Il luogo, la morfologia del terreno e i materiali locali sono gli elementi che hanno determinato le scelte architettoniche.
Abbiamo pensato a un progetto per “sottrazione” dove le aule, i laboratori, le serre e tutte le parti che compongono la nuova scuola vengono distribuite in corpi di un solo piano a quote differenti e degradanti verso valle adattandosi alle curve naturali del terreno. I muri in pietra, citazione dell’architettura rurale, diventano il segno evidente del progetto, mentre gli edifici destinati ad aule, laboratori e a tutti gli spazi accessori, con le loro coperture piane a verde si integrano e quasi si nascondono nel terreno. Gli spazi didattici, caratterizzati da grandi vetrate, sono esposti a nord per una migliore illuminazione naturale. Le serre, appoggiate ai muri in pietra ed orientate a sud, si trovano di fronte alle aule. L’area non costruita diventa così un grande parco.
La posizione del luogo poi, rispetto alla città storica e alla Basilica dell’Osservanza, ci ha fornito lo spunto per pensare ad un grande belvedere, suggestivo affaccio sulla città. Tale spazio risulta essere l’accesso alla scuola e parte di esso è destinato al parcheggio di auto e moto. Il corpo a ovest del belvedere, ospita la palestra, l’aula magna e l’atrio della scuola attraverso il quale si accede al piano sottostante dove sono sistemati la biblioteca, l’area ristoro e bar, lo spazio per l’esposizione e vendita diretta dei prodotti, la presidenza, la sala insegnanti e gli uffici amministrativi oltre a tutti gli spazi accessori richiesti; parte di questo spazio prende luce a sud attraverso grandi vetrate che nelle bella stagione si aprono sul giardino. La palestra e l’aula magna sono illuminate da una grande vetrata che chiude il piano superiore dell’edificio mentre i due piani inferiori sono rivestiti in pietra. Tale edificio ha una copertura piana che verrà utilizzata per la realizzazione di un impianto fotovoltaico amorfo per la produzione di energia elettrica. Dall’area di ingresso, una strada carrabile collega tutte le quote della scuola. L’intero sistema distributivo della scuola è garantito da ascensori e scale che collegano tutti i livelli e che sono attrezzate secondo la normativa per il superamento delle barriere architettoniche. Come indicato dal “Documento preliminare alla progettazione” il progetto contempla la realizzazione della nuova scuola in due lotti funzionali. Il primo prevede la demolizione delle serre esistenti, esclusa la serra L, la realizzazione delle nuove aule, dei laboratori, del laboratorio cantina, delle nuove serre didattiche e del collegamento dell’area di progetto con i terreni agricoli posti sul lato opposto del lotto di progetto e con “Villa la Selva”. Questo primo stadio del progetto sarà del tutto autonomo e consentirà lo svolgimento dell’attività didattica anche durante la realizzazione della seconda fase. Il secondo lotto funzionale, prevede la demolizione degli edifici esistenti ed il completamento del complesso scolastico con il corpo per attività collettive, amministrative e servizi vari oltre alla palestra e l’aula magna; il tunnel interrato verrà messo a servizio del laboratorio cantina realizzato durante i lavori della prima fase. Oltre a quanto sopra, con questo lotto funzionale troveranno definitiva sistemazione i parcheggi e la viabilità interna al complesso scolastico. In fase di progettazione è stata posta particolare attenzione nell’individuazione di particolari soluzioni che possano consentire un sensibile risparmio sia in termini energetici che economici oltre all’utilizzo delle risorse offerte dalla natura del luogo.
Energetica e Fisica della costruzione
L’intero intervento è stato concepito per ottimizzare le prestazioni energetiche, per massimizzare lo sfruttamento delle risorse rinnovabili disponibili in situ e per garantire condizioni di benessere termico e luminoso negli spazi di lavoro. Il concetto fondamentale prevede lo sfruttamento della terra per ripararsi dalle asperità del clima, per produrre calore e per integrare gli edifici nel contesto senese. Di seguito si elencano i punti principali che sono state le linee guida per la stesura del progetto: Concetto insediativo: le aule scolastiche e gli altri locali nascono come prolungamenti del terreno e ne sfruttano la sua notevole capacità termica. La terra funge anche da elemento protettivo dalle asperità del clima (oscillazioni stagionali) oltre ad essere un ottimo elemento di mimesi che riduce al massimo l’impatto ambientale del costruito. Inoltre sempre dalla terra si ricava l’energia per riscaldare gli ambienti utilizzando metodi ecosostenibili. Involucro ermetico ed isolato: l’isolamento e l’ermeticità dell’involucro garantisce ridotte perdite energetiche sia attraverso le parti opache (spessore indicativo isolamento termico: pareti 10 cm, tetto 10+4 cm, pavimento su terreno 8 cm) sia attraverso le parti trasparenti (vetri basso-emissivi); le aule sono state concepite come locali protetti dalla terra e dalle serre. Le linee guida che hanno portato alla definizione del progetto sono: - concetto invernale: l’elevato isolamento termico interno rende i locali piuttosto reattivi al cambiamento di clima interno e di conseguenza si prestano ad essere utilizzati anche in modo saltuario (come avviene nel caso delle aule scolastiche). Inoltre l’utilizzo di vetri basso-emissivi riduce i disperdimenti attraverso le parti trasparenti; -concetto estivo: tutti gli elementi dell’involucro rivolti a sud risultano protetti e massivi in modo da sfasare nel tempo l’onda termica dovuta alla radiazione solare. Il verde presente in copertura riduce ulteriormente l’assorbimento della radiazione solare da parte della copertura.
Le vetrate rivolte a nord minimizzano il surriscaldamento e l’abbagliamento fornendo solamente luce diffusa negli ambienti. La presenza di ampie vetrate permette una ventilazione naturale degli ambienti e nel contempo consente un forte legame percettivo tra l’ambiente interno e quello esterno, aumentando il comfort e la qualità della permanenza degli occupanti. Grazie alla continuità interna dell’isolamento è possibile controllare i ponti termici, salvaguardando così sia l’immagine architettonica dei prospetti sia il rischio di danni alla costruzione. Il controllo del surriscaldamento estivo, come già accennato, avviene anche grazie alla grande massa che sfasa l’onda termica incidente. Il verde presente in copertura riduce ulteriormente l’effetto della radiazione solare. le serre sono state pensate come parte integrante del progetto che oltre ad assolvere la loro funzione sono utili al riscaldamento delle aule. I criteri di progettazioni adottati sono i seguenti: - concetto invernale: in inverno viene sfruttata la radiazione solare per scaldare l’ambiente della serra che, possedendo una notevole massa interna data dalle pareti e dalla soletta, può contare su un’inerzia che minimizza la necessità di controllo del clima interno. Di seguito sono riportati a titolo di esempio gli andamenti delle temperature interne in due serre di analoga dimensione con o senza massa interna. La serra con comportamento inerziale riesce chiaramente a ridurre il consumo di energia in quanto riduce l’oscillazione della temperatura interna nell’arco delle 24 ore. Il calore della serra risulta utile anche per scaldare il terreno in cui vi sono le sonde geotermiche e per scaldare l’aria immessa nelle aule che permette di preriscaldare gli ambienti utilizzando energia gratuita provenite dal sole. - concetto estivo: in estate per evitare il surriscaldamento viene disattivato il comportamento tipico della serra aprendo le vetrate nella parte alta e nella parte bassa permettendo una circolazione dell’aria ottimale e un conseguente smaltimento del carico termico.
Il concetto impiantistico: il calore dalla terra Il riscaldamento dell’edificio avviene attraverso lo sfruttamento del calore della terra grazie a una termopompa che impiega sonde geotermiche orizzontali posate nel terreno al di sotto della serra. Questo terreno risulta di fatto riscaldato dalla serra e quindi ottimizza energeticamente la termopompa che dovrà impiegare meno energia per riscaldare l’acqua. Inoltre sfruttando il terreno caldo in superficie è possibile installare un sistema molto meno costoso e più semplice da mettere in opera. Il calore presente nella serra in inverno è sfruttato anche per riscaldare l’aria immessa (attraverso uno scambiatore) in modo da preriscaldare i locali utilizzando una fonte energeticamente gratuita e alleggerire il carico gravante sulla termopompa (portando a un notevole risparmio energetico). La distribuzione del calore è affidata a serpentine a pavimento che, oltre a sposarsi bene con un sistema di produzione a basse temperature come la termopompa, garantisce una temperatura omogenea nei locali e un comfort elevato. Lo stesso metodo di produzione di calore (pompa di calore geotermica) viene utilizzato per coprire il fabbisogno di acqua calda sanitaria. L’illuminazione artificiale sarà eseguita utilizzando lampade a basso consumo e apparecchi illuminanti con alte rese in modo da minimizzare il consumo elettrico dell’edificio. Parte importante del concetto energetico dell’edificio è la presenza di un impianto fotovoltaico sulla copertura della palestra. Consiste in un sistema fotovoltaico intergrato posato in orizzontale su tutta la superficie della copertura. Si prevede una potenza complessiva installata di circa 70 kWp. Avendo prestato attenzione agli aspetti energetici già in fase progettuale vi sono tutte le premesse per collocare gli edifici ad un alto livello di efficienza energetica, tendendo alle classi più alte della certificazione.
Il valore dell’acqua: impianto di raccolta delle acque piovane
Gli effetti allarmanti e talvolta drammatici delle recentissime vicende meteorologiche che hanno interessato anche il nostro paese mostrano quanto le previsioni dell’arrivo di cambiamenti climatici di rilevante impatto ambientale, tanto avversate o minimizzate in passato, stiano invece cominciando a manifestarsi con preoccupante puntualità. I vantaggi che vengono offerti dall’installazione di impianti di raccolta dell’acqua piovana per uso individuale non vengono goduti solo a livello privato ma si riflettono positivamente anche nella sfera dell’intervento pubblico: • evitano il ripetersi di sovraccarichi della rete fognaria di smaltimento in caso di precipitazioni di forte intensità; • aumentano l’efficienza dei depuratori (laddove le reti fognarie bianca e nera non siano separate), sottraendo al deflusso importanti quote di liquido che, nel diluire i quantitativi di liquami da trattare, ridurrebbero l’efficacia della fase biologica di depurazione; • provvedono a trattenere e/o disperdere in loco l’eccesso d’acqua piovana (ad esempio durante forti temporali) che non viene assorbita dal terreno a livello urbano, a causa della progressiva impermeabilizzazione dei suoli, rendendo inutili i potenziamenti delle reti pubbliche di raccolta.
Benefici talmente consistenti che, a volte si tramutano in forme di incentivazione (sconto sul pagamento degli oneri di urbanizzazione) per quanti adottino sistemi di recupero e riciclaggio delle acque piovane. Nel settore privato circa il 50% del fabbisogno giornaliero d’acqua può essere sostituito con acque piovane. Nelle residenze gli impieghi che si prestano al riutilizzo di queste ultime sono in particolar modo: il risciacquo dei wc, i consumi per le pulizie, I’irrigazione e l’innaffiamento delle serre e dei campi coltivati ed il lavaggio dei macchinari agricoli. Altri punti di forza del sistema sono: • la gratuità del conferimento; • l’assenza di depositi calcarei nelle condutture. Il progetto prevede quindi l’installazione di un sistema di captazione, filtro e accumulo delle acque meteoriche, provenienti dal coperto degli edifici così come da spazi chiusi ed aperti, per consentirne l’impiego per usi compatibili (tenuto conto anche di eventuali indicazioni dell’ASL competente per territorio) e la contestuale predisposizione una rete di adduzione e distribuzione idrica delle stesse acque (rete duale) all’interno e all’esterno dell’organismo edilizio. Anche le acque ad uso sanitario (acque grigie) saranno riciclate tramite un sistema di raccolta, filtraggio e quindi riciclaggio per poi essere riutilizzata secondo lo schema di seguito riportato.
