Reti termiche: tassello della transizione energetica by espazium.ch

3 2022 Rivista svizzera di architettura, ingegneria e urbanistica Schweizerische Zeitschrift für Architektur, Ingenieurwesen und Stadtplanung

3 2022 | 13 giugno Reti termiche: tassello della transizione energetica

Wärmenetze: Baustein der Energiewende TESTI TE XTE · Marco Belliardi, Nerio Cereghetti · Tina Braumandl, Marc Häusermann · Laure Deschaintre · Jacques Perret · Andrea Roscetti

COMPLEMENTI ZUGABE · Jacques Perret intervista François Maréchal

L'interdisciplinarità è nel DNA della SIA Attività

3 2022 | 13 giugno Con TEC21, TRACÉS, Archi e la piattaforma comune www.espazium.ch creiamo uno spazio di riflessione sulla cultura della costruzione.

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E XPROMO a cura di Federica Botta PAR ALLELI a cura di Gabriele Neri RICERC A a cura di Graziella Zannone Milan CULTUR A DELL A COSTRUZIONE a cura di Mercedes Daguerre NOTIZIE a cura di Stefano Milan

Reti termiche: tassello della transizione energetica

Wärmenetze: Baustein der Energiewende a cura di Andrea Roscetti con la consulenza di Paul Knüsel 17 EDITORIALE ENERGIE ALTERNATIVE DI PROS SIMITÀ Mercedes Daguerre Dai progettisti per i progettisti! Spazio interdisciplinare, interculturale, specialistico, indipendente e critico.

Nel prossimo numero: «Flora Ruchat-Roncati a Riva San Vitale» Dello stesso editore:

19 GESTIRE L A COMPLESSITÀ IN AMBITO ENERGETICO: RIDURRE , CONDIVIDERE E OT TIMIZ Z ARE Andrea Roscetti 21 IL RUOLO DELLE RE TI TERMICHE NELL A DECARBONIZZ A ZIONE Laure Deschaintre 26 EVOLUZIONE DEL TELERISCALDAMENTO E OPPORTUNITÀ FUTURE Marco Belliardi, Nerio Cereghetti 31 COORDINARE NECES SITÀ E RISORSE PER OT TIMIZZ ARE L A GESTIONE DELL'ENERGIA Jacques Perret intervista François Maréchal 34 ARIA FRESCA DALLE PROFONDITÀ Andrea Roscetti 37 UN POLO TECNOLOGICO MULTI ENERGY HUB Tina Braumandl, Marc Häusermann 39 CONDIVIDERE L'ENERGIA LOCALE Jacques Perret 42 VALORIZZ ARE IL CALORE RESIDUO DEL CSCS Andrea Roscetti 45 48 49 50 61 63

TRACÉS n. 6/2022 Le dessin comme praxis – du relevé à l’esquisse espazium.ch/fr

COMUNIC ATI SIA a cura di Sophie Depondt COMUNIC ATI C AT a cura di Loris Dellea CONCORSI a cura di Pablo Valsangiacomo PROGE T TI TICINO a cura di Stefano Milan ARCHIVI ARCHITE T TI TICINESI a cura di Raffaella Macaluso LIBRI a cura di Mercedes Daguerre

TEC21 n. 17/2022 Einfache Landschaften espazium.ch/de

La nuova agenda della cultura della costruzione espazium – Edizioni per la cultura della costruzione – lancia il portale svizzero sullo spazio dell'abitare e del costruire espazium.ch/it

In copertina: Lago di Zugo, varo delle condotte di presa d'acqua per la rete energetica Circulago. Fonte WWZ AG

TITOLO TEMA EXPROMO EFFICIENZA ENERGETICA inserto/vetrina Archi n. 3/2022 a cura di Federica Botta

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Il nuovo edificio a zero-energia che ospita l’Ufficio per l’ambiente e l’energia del Cantone di Basilea, mira ad essere un faro d’ispirazione verso la costruzione efficiente e rispettosa delle risorse. I punti di partenza per la progettazione dell’edificio amministrativo sono stati il concetto energetico globale – involucro altamente isolato termicamente, teleriscaldamento, utilizzo dell’acqua piovana, facciate fotovoltaiche con vetro speciale prodotto su misura e con produzione di circa 53 MWh di elettricità all’anno, ventilazione controllata con recupero di calore, uso ottimale della luce diurna e illuminazione efficiente – e l’approccio sensibile all’ecologia della costruzione – uso di materiali naturali non inquinanti, prevalentemente regionali e di cemento riciclato, che ha ridotto significativamente l’energia grigia. Queste caratteristiche lo rendono il primo edificio amministrativo a Basilea ad essere certificato Minergie-A-ECO.

expromo

30_EFFICENZA ENERGETICA

La riduzione del consumo energetico degli edifici e il passaggio alle rinnovabili è una priorità tanto per le autorità quanto per i progettisti. Il costante aumento del fabbisogno energetico richiede un cambiamento verso l’innovazione e l’implementazione delle tecnologie ormai ampiamente disponibili. Si è resa necessaria la formazione di un nuovo tracciato che comprenda una presa di coscienza globalmente condivisa e una comunicazione su larga scala nel settore ingegneristico e scientifico ma anche sociale, culturale e politico. Questa evoluzione si è resa indispensabile al fine di sviluppare nuove strategie e adattare velocemente le norme per stare al passo con i nuovi prodotti e sfruttarli al meglio. Un approccio olistico da parte del singolo attore si dimostra quindi indispensabile. Un primo passo verso un cambiamento concreto da parte di un progettista potrebbe includere: la partecipazione a corsi di formazione, un’adeguata informazione verso nuove tecnologie e prodotti e l’integrazione degli stessi all’interno del proprio approccio progettuale in modo da permettere la costituzione di un’architettura che coesista con i dispositivi di captazione e i nuovi macchinari.

COSTRUIRE SENZA PONTI TERMICI foamglas.ch FOAMGLAS® PERINSUL S+HL è un prodotto speciale ad altissima resistenza alla compressione – fb = 2,9 Mpa ± 25% / CS ≥ 2.75 MPa– che evita la formazione di ponti termici e fenomeni di risalita di umidità alla base delle murature portanti. Il prodotto è costituito da vetro riciclato altamente selezionato incombustibile e da materiale isolante naturale facilmente reperibile - sabbia, calcare, dolomite, … – è completamente inorganico, non contiene propellenti, additivi ignifughi o leganti. È impermeabile, resistente al vapore, al radon, agli acidi e ai parassiti e presenta una buona stabilità di forma e conduttività stabile nel tempo – λD ≤ 0,058 W/(mK) – . La superficie superiore e quella inferiore sono spalmate con bitume e rivestite con uno strato rinforzato in fibra di vetro.

SISTEMA DI ILLUMINAZIONE SOSTENIBILE E SENZA LIMITI artemide.com Funivia è un sistema dinamico e flessibile, libero di svilupparsi nello spazio partendo da un sottile cavo di alimentazione, elementi di fissaggio e moduli di luce. Il cavo, con una sezione minima ma capace di supportare tensioni meccaniche e stress termici, è il canale distributivo dell’energia e l’elemento portante su cui si connettono gli elementi di luce. I corpi illuminanti sono connessi al sistema tramite un aggancio universale che fissa meccanicamente l’apparecchio e prende l’energia dal cavo per alimentarlo. Alimentato da un unico punto, il cavo, fissato a parete, pavimento o soffitto, può disegnare liberamente nello spazio linee regolari all’infinito, avendo come unico limite la potenza installata sulla lunghezza. Funivia è inclusivo e permette di accogliere prodotti già esistenti e, integrando dei sensori, può aprirsi a un’interazione ambientale parametrica gestito con sistemi Dali o con Artemide App. Funivia è un apparecchio “intelligente” e sostenibile a livello produttivo, di distribuzione, installazione, consumi, utilizzo e integrazione di elementi esistenti.

L’ENERGIA DI UN LUOGO SPECIALE DA CONDIVIDERE CON L’AMBIENTE gibus.com / trippel.ch Energy Pergola è una pergola bioclimatica modulare in alluminio estruso dotata di lamelle orientabili costituite da moduli fotovoltaici. Il sistema motorizzato consente di ruotare la posizione delle lame di 120° per regolare il microclima dell’ambiente sottostante in ogni condizione climatica. Con chiusura totale (angolo 0°) si ottiene la protezione ottimale dagli agenti atmosferici, l’orientamento 0°- 45° permette di ottimizzare l’angolo di incidenza dei raggi solari garantendo la migliore resa energetica e con lame da 45°-120° è possibile godere di un perfetto microclima grazie alla ventilazione naturale. Energy Pergola è energeticamente autonoma e in caso di eccedenza di energia offre 3 soluzioni: connessione alla rete elettrica, accumulo in apposite batterie o un impianto ibrido in cui l’energia viene utilizzata dalla casa, accumulata in batterie e/o ceduta alla rete. Disponibile in due modelli, in versione isola o addossata e integrata di optional – illuminazione LED, chiusure laterali vetrate e con teli avvolgibili zip ombreggianti, oscuranti o zanzariere –. Una pergola di massime dimensioni produce fino a 2,7 kW e ha una potenza massima di 37 W. – Dimensioni 200-600 cm x 235-500 cm x h 271 cm. –

ISTRUZIONE, SVILUPPO E SOSTEGNO PER UNA MAGGIORE SOSTENIBILITÀ sanu.ch/bau Da 30 anni Sanu offre corsi di formazione e perfezionamento in tutti i settori della sostenibilità. In collaborazione con Bildungszentrum Baubiologie fornisce gli strumenti a progettisti, specialisti e aziende per promuovere un’edilizia sana e sostenibile. I corsi a disposizione permettono di acquisire conoscenze interdisciplinari al fine di classificare correttamente, prendere in considerazione e combinare le informazioni provenienti da diverse aree tematiche e integrare la sostenibilità nell’edilizia come processo olistico. Tra gli obiettivi vi è inoltre quello di includere gli aspetti del benessere, dell’ecologia, della società e dell’economia nella progettazione e nell’esecuzione e portare le esigenze dell’edificio, dell’utente e dell’ambiente a un equilibrio ottimale.

UN CONTRIBUTO CONCRETO ALL’ATTUAZIONE DELLA POLITICA ENERGETICA E CLIMATICA calorerinnovabile.ch In Svizzera gli edifici generano il 30% delle emissioni di CO2 e oltre il 60% delle abitazioni è ancora riscaldato a nafta o gas. Il programma “calore rinnovabile” promuove l’utilizzo delle energie rinnovabili per riscaldare gli immobili, offrendo gli strumenti per identificare la soluzione adatta a ogni esigenza. Il programma “calore rinnovabile”, promosso dall’Ufficio federale dell’energia attraverso SvizzeraEnergia, dai Cantoni e da varie associazioni del settore, promuove il passaggio a sistemi di riscaldamento a energia rinnovabile con un approccio di partenariato che, sostenendo architetti, consulenti e installatori, permette al settore dell’edilizia di superare la sfida di questo rinnovamento tecnologico. La “prima consulenza calore rinnovabile”, ora gratuita, aiuta i professionisti a rispondere ai quesiti dei proprietari e a fornire consigli professionali con un confronto dei costi complessivi e informazioni sulle tecnologie e sugli incentivi disponibili.

IL CALORE DAL SUOLO domotec.ch Con la pompa di calore salamoia-acqua Nautilus, Domotec offre un sistema di riscaldamento ecologico e compatto che estrae energia dal terreno o dall’acqua freatica e la trasforma in calore. I prodotti della serie WPNS raggiungono un COP fino a 4,8 e sono dotati della nuova funzione DPC (Dynamic Pump Control) che regola il differenziale termico della pompa del circuito di riscaldamento. Grazie al refrigerante R410A, il compressore a bassa rumorosità si distingue per l’elevato coefficiente di rendimento, e l’iniezione ottimizzata del refrigerante aumenta la potenza termica. Le sonde geotermiche necessitano di una sola perforazione – profondità variabile 30-200 m – per trasferire il calore dal suolo, attraverso la pompa di calore, al sistema di riscaldamento. Nautilus WPNS è disponibile in tredici varianti da 5,7 fino a 78,5 kW e può essere combinata con un accumulatore d’acqua calda sanitaria esterno. L’apparecchio è inoltre progettato per l’integrazione di ulteriori fonti di calore – impianto solare o caldaia a biomassa per l’approntamento di acqua calda e per l’integrazione del riscaldamento – . Dimensioni ridotte – da 1520 x 600 x 645 a 1000 x 1450 x 750 mm–.

MAESTRA DI VERSATILITÀ internorm.ch HF 400 è una finestra in legno/alluminio snella e lineare – spessore a vista telaio/anta 99 mm e profondità telaio 75 mm – che combina grandi superfici vetrate per massimizzare l’apporto luminoso e un design versatile ed elegante. Il prodotto possiede un buon isolamento termico – Uw fino 0,70 W/(m²K) –, il triplo vetro standard – Ug = 0,5 W/(m²K) – e un guscio metallico esterno disponibile in tutti i colori RAL resistente nel tempo e alle intemperie, di facile manutenzione. L’essenza interna in abete può essere scelta tra il colore bianco coprente – standard RAL 9016 – o altre finiture naturali. La tecnologia I-tec Core sviluppata dall’azienda – realizzata con sottili lamelle di legno incollate – permette un nucleo altamente stabile, robusto, resistente all’umidità e alle sollecitazioni. La ferramenta nascosta, il livello di sicurezza fino RC1N, RC2, l’isolamento acustico fino 35-45 dB e un prezzo vantaggioso completano il profilo.

5 1 Veduta della Casa Farnsworth a Plano, Illinois, in seguito all'esondazione del River Fox, maggio 2020. Fonte Edith Farnsworth House Historic Site 2 Asmund Havsteen-Mikkelsen, Flooded Modernity, installazione al Floating Art Festival, Vejle Fjord, 2018, 5x10x15m. Fonte Asmund Havsteen-Mikkelsen

Gabriele Neri

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Che cosa ci affascina di più dell'archi tettura, la sua reale condizione o la sua immagine idealizzata? Le fotografie di due capolavori del Novecento invasi dall'acqua stimolano un pensiero sulla tensione esistente tra la fragilità dell'og getto architettonico e la solidità del rela tivo mito, così come canonizzato in de cenni di storia. La prima raffigura una situazione reale e ricorrente: Casa Farns worth (1945-1951), celebre dimora di ve tro costruita da Mies van der Rohe nei boschi dell'Illinois, copiata in tutto il mondo, è ciclicamente sopraffatta dalle acque del fiume Fox. Molte le ricette pro poste: smontarla e ricostruirla al sicuro, qualche centinaio di metri più in là, reci dendo però il fondamentale legame con il sito; oppure – come forse si farà – equi paggiarla con un sistema di solleva mento idraulico che la farebbe lievitare a ogni inondazione. Come ci spiega non senza ironia Scott Mehaffey, direttore dell'Edith Farnsworth House Historic Si te, si tratta di una tecnologia del XIX se colo controllata dall'elettronica del XXI secolo, capace di preservare un capola voro del XX secolo anche nel XXII secolo, se non si troverà una soluzione migliore. Il secondo scatto documenta invece l'installazione concepita nel 2018 da

Asmund Havsteen-Mikkelsen in un fior do danese. Simulando l'inabissamento della Villa Savoye (1928-1931) con una replica 1:1 di un suo frammento, l'artista ha voluto simboleggiare il «naufragio» di una certa idea di modernità, minac ciata da distorsioni tecnologiche e me diatiche (erano i tempi della Brexit e di Trump). Più che per questa specifica analogia, la rappresentazione della villa come Titanic architettonico ci interessa perché, nello sfruttare il potere iconico dell'edificio, essa riesce – come la Casa Farnsworth alla deriva – a evocarne allo stesso tempo l'eternità e la caducità. Com'è noto infatti, tra il 1938 e il 1959 la villa fu ridotta a un rudere, mentre negli anni successivi fu trasformata in monu mento nazionale, giungendo a ricom porre con un aggiornamento materiale e simbolico l'immagine pura e gloriosa che la storiografia aveva celebrato. Rea li o immaginarie, tali visioni ci spingono insomma a riflettere su una dimensione diacronica dell'opera architettonica, ba sata sullo scarto tra il tempo della sua realizzazione e il presente. Un tempo lungo dell'architettura, composto da co struzione, celebrazione, canonizzazione ed emulazione; ma anche da critica (si pensi alle proteste di Madame Savoye

contro le perdite d'acqua dal tetto e a quelle di Ms. Farnsworth per l'eccessiva nudità della casa), trasformazione, stra volgimento. Per la Farnsworth, ad esem pio, la realizzazione di un viadotto a poca distanza ruppe per sempre la dimensio ne idilliaca del luogo. Ma qual è allora, dopo danni, altera zioni e ripristini, la vera immagine di queste architetture? A quale immagine guardiamo (e quale preserviamo) tra le tante, quando ne ripercorriamo gli spazi ora musealizzati? Come si mostrano e tutelano le cicatrici di un oggetto vivo nel suo divenire? Sotto questa luce, le due fotografie confermano il mito delle rispettive ope re, ma ne ricordano anche quella poten ziale dimensione di rovina che entram be hanno già sperimentato. Ciò non favorisce soltanto l'ovvio monito nei confronti di tante altre opere a rischio di naufragio, ma piuttosto ci ricorda di in cludere nella nostra esperienza di quei capolavori un più ampio ventaglio di eventi e di inquadrature: tutte quelle che – nella buona e nella cattiva sorte – l'edificio ha saputo acquisire nella sua unica e irripetibile interazione con il mondo reale.

PAR ALLELI

Moderno sommerso

RICERC A

Energia solare, un «materiale» da costruzione Mauro Caccivio*, Francesco Frontini** * Responsabile PVLab SUPSI, ** Prof. responsabile Settore sistema edificio ISAAC SUPSI

Ancora oggi, anche se gli edifici di ventano sempre più efficienti, il settore delle costruzioni contribuisce a più di un terzo delle emissioni globali di carbonio. Grazie allo sviluppo delle nuove tec nologie solari, che integrano la produzio ne di energia fotovoltaica negli elementi costruttivi, gli edifici hanno un'opportu nità unica e possono contribuire in mo do importante alla transizione energeti ca della nostra società, offrendo un enorme potenziale per la produzione in loco di energia elettrica rinnovabile da fonte solare. Dal 1982 in Ticino e in particolare alla SUPSI, grazie alla visione pionieristica di un gruppo di ricercatori che quarant'an ni fa realizzarono il primo impianto foto voltaico connesso alla rete elettrica in Europa, il TISO (Ticino Solare), si fa ricer ca e si sperimentano nuove tecnologie fotovoltaiche lavorando a stretto contat to con l'industria e i professionisti del set tore. L'impianto da 10 kW installato a Trevano rappresentava una sfida tutt'al tro che semplice visto che la tecnologia fino ad allora era stata utilizzata quasi esclusivamente per sistemi spaziali e per piccoli impianti isolati. Il costo allora era anche alquanto proibitivo raggiun gendo i 35 CHF/W. Oggi il TISO continua solo in parte a funzionare (i moduli migliori hanno per

so nel ciclo di vita complessivo meno del 10% della potenza iniziale) producendo però costantemente energia elettrica rinnovabile; tuttavia, in queste quattro decadi la tecnologia ha fatto dei passi in avanti incredibili. Si pensi, per esempio, che i moduli oggi raggiungono potenze superiori ai 225 W/m², mentre i vecchi moduli TISO si fermavano a 94 W/m². Il prezzo, grazie alle economie di scala è sceso considerevolmente, rendendo l'e nergia elettrica fotovoltaica una delle fonti di energia più economiche al mon do, come riportato da un recente studio della IEA (International Energy Agency). I primi impianti fotovoltaici integrati negli edifici risalgono ai primi anni Due mila, con qualche sperimentazione pun tuale e pionieristica negli anni prece denti. Allora l'obiettivo principale del progettista era quello di sfruttare al

massimo la superficie meglio esposta, ovvero la copertura. In Ticino un primo esempio di inte grazione del fotovoltaico in architettura risale già alla fine degli anni Novanta, quando per l'architetto Claudio Lo Riso la ristrutturazione di un edificio ammini strativo del 1972 a Lugano diventa un'op portunità per utilizzare dei moduli foto voltaici come protezione solare delle finestre sul fronte sud. I dispositivi di schermatura fotovoltaica, costituiti da moduli bianchi traslucidi vetrati e semi trasparenti, sono montati su una struttu ra mobile in grado di essere orientata (sull'asse orizzontale), massimizzando il potenziale fotovoltaico e controllando adeguatamente la radiazione solare che costituisce il guadagno solare in estate e in inverno. Questo progetto ha antici pato quella che oggi è diventata un'op

7 1 Ticino Solare (TISO), il primo impianto fotovoltaico collegato alla rete elettrica in Europa nel 1982 sul tetto della STS di Trevano-Canobbio 2 Nel progetto europeo BIPVBOOST la SUPSI sta sviluppando insieme ad aziende del settore nuovi componenti multifunzionali per facciate che combinano anche sistemi di isolamento termico e fonico. Le due foto riportano un mockup sperimentale installato sul tetto del Campus DACD. Foto Francesco Frontini, SUPSI 3 L’edificio abitativo progettato da Viriden+Partners in posizione centrale ad Affoltern am Albis è un volume di tre piani con soffitta. A destra un dettaglio della facciata fotovoltaica di colore rosso e grigio. Foto Viriden+Partners 4 L'edificio POLIS a Pregassona: la più grande facciata fotovoltaica del TICINO. Studio Mario Campi SA – Architect Rosario Galgano. Foto Francesco Frontini, SUPSI 5 La mostra per i 40 anni del TISO: L'energia solare: un materiale da costruzione. 40 anni di storia dal primo impianto a Trevano ad edifici solari. Mostra a cura di Istituto di Design e Istituto sostenibilità applicata all’ambiente costruito del DACD-SUPSI

RICERC A

portunità unica soprattutto per edifici multi-piano, dove la superficie della co pertura non è così importante e disponi bile (spesso è già sfruttata per ospitare gli impianti tecnici), ovvero la produzio ne di energia solare dalle facciate. Una facciata non è più così solo un elemento passivo che assicura l'impermeabilizza zione o l'isolamento termico, ma anche una superficie attiva, in grado di pro durre energia rinnovabile per gli edifici, coniugando la produzione di elettricità con il linguaggio figurativo dell'edificio. Le facciate degli edifici, orientate di versamente da est a ovest, non solo of frono delle grandi superfici, garantendo una produzione più lunga durante tutta la giornata, ma, rispetto a una copertura tradizionale inclinata, migliorano anche la produzione durante il periodo inverna le, quando il sole risulta più basso all'o rizzonte. Si ha così l'opportunità di pro durre più energia proprio nei mesi in cui il fabbisogno per il riscaldamento, gra zie soprattutto alle pompe di calore, è maggiore rispetto al periodo estivo. Dai primi anni Duemila, spinti dagli incentivi federali e dall'aumento della ri chiesta, iniziano a svilupparsi sempre più soluzioni multifunzionali come le te gole fotovoltaiche, i rivestimenti di fac ciata ventilata e le facciate continue. Si utilizzano elementi non attivi (dummies), nelle zone meno soleggiate o dove non è possibile integrare un modulo fo tovoltaico, per assicurare una percezio ne omogenea e compatta delle superfi ci. Fino al 2009, in tutto il mondo i sistemi solari integrati nell'edificio rap presentavano solamente l'1% della tota le capacità installata dei sistemi fotovol taici. Benché una vasta gamma di prodotti solari per l'edilizia fosse allora di sponibile a prezzi interessanti, l'investi

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mento iniziale dei sistemi BIPV a quei tempi era ancora troppo oneroso per competere con i materiali da costruzione e con i tradizionali sistemi fotovoltaici; la priorità era dunque quella di massimiz zare la produzione d'energia riducendo al contempo i costi. Lo sviluppo di moderne tecniche di produzione, di stringatura delle celle sempre più automatizzata e personaliz zabile (come viene proposto dal proget to europeo BIPVBOOST, www.bipvbo ost.eu, a cui la SUPSI sta lavorando da tre anni), e la collaborazione con l'indu stria del vetro, permettono anche di rea lizzare superfici semi-trasparenti come le facciate e le coperture del famoso campus Novartis a Basilea dell'architet to Frank Gehry oppure sistemi multi funzionali che combinano sistemi di iso lamento termico, protezione acustica e

fotovoltaico in un unico componente prefabbricato . Grazie agli sforzi della ricerca, ven gono introdotte sul mercato soluzioni costruttive e celle solari sempre più ef ficienti e finanziariamente sostenibili, tanto che nel 2016 viene pubblicata una prima normativa internazionale per garantire la qualità dei moduli foto voltaici integrati, la EN 50583 Photovoltaic in Buildings. In quegli anni si vedono apparire sul mercato nuovi moduli fotovoltaici colo rati, che grazie a particolari tecniche di stampaggio e lavorazione del vetro danno ancora maggiore flessibilità al prodotto, garantendo superfici omoge nee colorate o caratterizzate da disegni studiati ad hoc e progettati su misura secondo le esigenze dell'architetto, do ve la cella fotovoltaica scompare ren

RICERC A

con superficie interamente fotovoltaica, senza rinunciare al linguaggio architet tonico grazie a dei moduli innovativi in vetro colorato prodotti su misura per ren dere l'edificio quasi autosufficiente dal profilo energetico. Questi e altri esempi sono visibili sul la piattaforma digitale Solarchitecture (www.solarchitecture.ch) che la SUPSI gestisce con la collaborazione del Poli tecnico di Zurigo e di Swissolar, grazie al supporto di SvizzeraEnergia. Diverse altre tecniche si stanno sviluppando e il risultato finale è che non dobbiamo più parlare di integrazione del fotovoltaico nella pelle dell'edificio, ma è proprio la

pelle dell'edificio che sta cambiando per ospitare la tecnologia fotovoltaica per produrre energia rinnovabile. L'architettura solare insieme a quella bioclimatica non è un settore speciali stico, ma piuttosto un'espressione con sapevole delle sfide attuali, capace di mettere in relazione l'uomo «bios», prota gonista principale dell'architettura, con l'ambiente esterno, il «clima», ricercan do nel manufatto architettonico il giu sto equilibrio, in cui il concetto di edifi cio evolve fino a diventare strumento di produzione diretta di energia rinnovabi le utilizzabile per le proprie necessità e per quelle altrui.

DACHCOM

dendo così il prodotto fotovoltaico un vero materiale da costruzione persona lizzabile. Sono un esempio il condominio in Se ewadelstrasse, ad Affoltern am Albis progettato dallo studio Viriden+Partners e il recente progetto POLIS a Pregassona, progettato dall'architetto Mario Campi, a oggi l'edificio in Ticino con la più grande facciata fotovoltaica, con una potenza in stallata di circa 170 kWp, corrispondente a una superficie di oltre 1'600 m2. Per quest'ultimo progetto la Città di Lugano ha scelto di cambiare il concetto di fac ciata, passando da un classico rivesti mento in lastre di fibro-cemento a uno

Sì, lo voglio! Risanare per il futuro. flumroc.ch/silovoglio

CULT UR A DELL A COS TRUZIONE

Progettazione strutturale ed eterogenesi dei fini

Pier Luigi Nervi e Sergio Musmeci: paradigmi diversi di progettazione concettuale Francesco Romeo Professore ordinario di Scienza delle costruzioni, DISG Sapienza Università di Roma

Le riflessioni sull'odierno rapporto tra architettura e ingegneria che la pro gettazione concettuale delle strutture si propone di stimolare coinvolgono una tale vastità e articolazione di tematiche da rendere vano ogni tentativo di essere esaustivi. Nondimeno, ci si propone qui di ragionare intorno ad alcune evidenti criticità odierne che caratterizzano tale fase della progettazione strutturale, fa se che, a livello di linee guida internazio nali, fu già indicata nel 2010 come quel la di maggiore importanza nell'intero sviluppo del progetto.1 Riconsiderando alcuni tratti significativi delle diverse fi losofie progettuali di Pier Luigi Nervi e Sergio Musmeci, entrambi interpreti magistrali del loro tempo, si intende sti molare la ricerca di paradigmi che con sentano d'interpretare con altrettanto vigore la nostra contemporaneità.

Strumenti e fini La complessità di trattazione del te ma del rapporto tra architettura e inge gneria è ascrivibile fondamentalmente a due fattori. Da un lato, ai diversi condi zionamenti di carattere culturale, socia le, artistico, scientifico e tecnologico che tale rapporto ha subito nel corso del la storia. Dall'altro, alla distanza, oggi endemica, tra la cultura degli architetti e quella degli ingegneri. Per questi ulti mi, in particolare, la complessità è am plificata dalla necessità di contemplare momenti di natura assai diversa, quali l'intuizione, l'evidenza empirica, l'astra zione concettuale, la formulazione teori ca e la realizzazione tecnica.2 Nelle ultime decadi agli indubbi pro gressi scientifici e tecnologici che han no caratterizzato il mondo delle costru zioni non sono seguite pari innovazioni

sul fronte della concezione e realizzazio ne di organismi strutturali. A dispetto del ragguardevole incremento dell'arse nale di strumenti a disposizione del pro gettista, reso possibile dal passaggio dall'era analogica a quella digitale e da gli sviluppi della meccanica dei mate riali, non si è registrato nella progetta zione strutturale l'atteso guadagno né in termini di chiarezza d'impostazione né in termini di qualità media degli esiti; appare dunque opportuno interrogarsi sulle ragioni di tale disallineamento. Di sponiamo di materiali con caratteristi che meccaniche impensabili nel secolo scorso (ad esempio calcestruzzi con re sistenza a compressione di un ordine di grandezza maggiori rispetto agli anni Cinquanta3), di cui si conosce approfon ditamente il comportamento al di là del la fase elastica. Possiamo contare su capacità compu tazionali che consentono di controllare l'intero iter progettuale, modella zionecalcolo-cantierizzazione, nello spazio in formatico tridimensionale (la legge di Moore sembra persino sottostimare l'at tuale tendenza della velocità di crescita delle prestazioni dei processori!4). Tali si gnificative innovazioni, sebbene con sentano sfide più ardite e simulazioni sempre più realistiche del comporta mento strutturale, non sembrano essere sufficienti a far uscire la progettazione strutturale dall'angusta logica del mero problem-solving. Si potrebbe avanzare l'ipotesi che sia proprio tale abbondanza, se non ridon danza di strumenti, il cui utilizzo richie de specializzazione crescente e aggior namento continuo, che confonde e sottrae tempo alla ricerca di una impo stazione della progettazione strutturale non solo corretta ed efficiente ma capa ce di interpretare il nostro tempo senza

CULT UR A DELL A COS TRUZIONE 10

rinunciare a contribuire alla qualità del lo spazio architettonico. Confondendo gli strumenti con gli obiettivi, l'interpre tazione data all'accentuazione speciali stica nata nel secolo scorso ha vieppiù inaridito la figura dell'ingegnere, pri vandolo degli strumenti culturali neces sari a stabilire fruttuose sinergie con i protagonisti del processo progettuale. Si pensi agli attuali percorsi formativi degli ingegneri: l'atteggiamento di passività tecnica,5 conseguenza dell'aumen to della specializzazione, è ormai perva sivo. Tale specializzazione, troppe volte ridotta a mero tecnicismo, è sempre me no legata alla costruzione e sempre più focalizzata alla cultura del calcolo e del la verifica. Duplici le conseguenze nega tive. Da un lato, essa impedisce di dare un'accezione più ampia ed elevata alla progettazione strutturale, impedendo di cogliere appieno la dimensione scien tifica che le dovrebbe appartenere. In essa «quell'economia di pensiero, quell'e conomia di sforzo, che secondo Mach rappresenta la costante della scienza, è al contempo fonte di bellezza e vantag gio pratico. Gli edifici che ammiriamo so no quelli nei quali l'architetto ha saputo trovare una giusta proporzione tra i mez zi e il fine: edifici le cui colonne sembrano sorreggere senza sforzo, slanciate, il peso che è stato loro imposto, come le aggra ziate cariatidi dell'Eretteo».6 In altre paro le, la creatività, sia scientifica che artisti ca, interpretata da Poincaré come la capacità di unire elementi preesistenti in combinazioni nuove che appaiano belle sia in senso estetico sia nel senso dato alla bellezza dai matematici, ovve ro come armonia ed eleganza, non ha più modo di alimentarsi ed esprimersi. Dall'altro, la deriva specialistica segna

una distonia con la logica deduttiva ne cessaria alla visione sintetica propria dell'impostazione concettuale del pro getto. A essa si preferisce piuttosto la lo gica sbrigativa e illusoriamente conve niente del trial & error, alimentata dalla facilità di esplorare soluzioni progettua li alternative grazie alle odierne possibi lità computazionali. A ciò si aggiunge lo straordinario peso assunto dalle normative nel processo progettuale delle costruzioni. Gli svilup pi di queste ultime, se da un lato hanno seguito in modo provvidenziale gli avan zamenti delle conoscenze introducendo approcci e criteri maggiormente affida bili per la valutazione della sicurezza strutturale, dall'altro hanno raggiunto un tale corpus da necessitare spazio cre scente nella formazione degli ingegneri. Una giusta calibrazione di queste nozio ni sarebbe necessaria al fine di lasciar spazio, nel momento formativo, a un ra gionevole margine d'azione progettuale. Può giovare, provocatoriamente, il giudi zio di Maillart, il quale oltre ottanta anni fa muoveva diverse critiche all'apparato normativo sottolineando che questo «non dovrebbe mai essere insegnato agli stu denti perché non può che essere dannoso alla libertà del loro campo visivo».7 La via empirica al progetto: Pier Luigi Nervi L'imponente contributo di Pier Luigi Nervi all'architettura strutturale, dipa natosi nell'arco temporale compreso tra gli anni Venti e la fine degli anni Sessan ta del secolo scorso, offre imprescindibi li punti di riferimento circa l'impostazio ne concettuale del progetto strutturale. Innumerevoli studi, di respiro nazionale e internazionale, hanno indagato la sua

attività da diverse prospettive. La criti ca architettonica puramente teorica/fi losofica, i saggi puramente tecnici per lo più dedicati ai suoi successi nella padro nanza del cemento armato, e i suoi stes si numerosi scritti, testimoniano la rile vanza del lascito nerviano.8 Ciò che qui interessa rilevare sono alcuni aspetti del modus operandi di Nervi utili alle ri flessioni in corso sul conceptual design. Nervi propone di risolvere l'apparen te dicotomia tra dimensione artistica e scientifica costruendo correttamente. Nel le costruzioni, la correttezza è facilmente identificabile con la stabilità, con la fun zione, con la resistenza alle azioni ester ne e con l'uso dei materiali secondo le lo ro specifiche caratteristiche, in relazione sia alla loro natura sia al loro aspetto esteriore. Nel contesto strutturale più specifico, la correttezza coincide con la naturalezza e comprensibilità dello sche ma statico. In altre parole, con Nervi la sintesi avviene ogni volta che la forza della ragione svela le leggi fisiche natu rali, in modo che la componente artisti ca, guidata dall'intuizione, guadagna razionalità. Nella doppia veste di progettista e co struttore egli concepisce organismi resi stenti espressivi fondati sull'assunto che la progettazione possa essere definita come «l'invenzione e lo studio dei mezzi necessari a raggiungere un determinato scopo con la massima convenienza».9 Da qui l'incessante evoluzione delle propo ste progettuali, concepite secondo un metodo saldamente scientifico che trova nella fase costruttiva non solo la verifica delle ipotesi strutturali avanzate ma la lo ro stessa matrice ideativa. Dopo le esperienze iniziali, che po tremmo definire esplorative, dalla fine

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degli anni Trenta l'ottimizzazione della fase realizzativa delle opere in cemento armato, unitamente al riconoscimento delle nuove possibilità offerte da tale ma teriale, porta Nervi a concepire grandi coperture adottando un pensiero che po tremmo definire algebrico, ovvero riferito a un organismo strutturale costruttivamente discretizzato, nel quale l'unitarietà della forma finale è ottenuta dall'assem blaggio di elementi modulari.10 Prefab bricazione strutturale e ferrocemento so no gli strumenti operativi brevettati per concretizzare tale approccio, mentre le superfici rigate, nelle quali la continuità della curvatura è ottenibile da un sup porto discreto semplificato, ne sono la plastica evidenza. L'approccio nerviano si inserisce così nella tradizione classica dell'architettura dove, secondo Viollet-le-Duc, la propor zione dovrebbe essere stabilita in primo luogo sulla base delle leggi della statica, che, a loro volta, derivano dalla geome 1 Palazzetto dello Sport, intradosso della calotta sferica. Foto Francesco Romeo 2 S. Musmeci, Chiesa parrocchiale del quartiere Monte Crocetta a Vicenza, reticolo di spirali all’intradosso della copertura. Foto Roberto Brusutti, fonte Creative Commons 3 Nervi & Bartoli, Palazzetto dello Sport, calcoli statici, 24 settembre 1956. Fonte Archivio CONI 4 Nervi & Bartoli, Palazzetto dello Sport, tracciamento degli assi dei tavelloni, 30 luglio 1956. Fonte Archivio CONI 5-6 S. Musmeci, Chiesa parrocchiale del quartiere Monte Crocetta a Vicenza, relazione calcoli cementi armati e sezione B-B. Fonte Archivio MAXXI 7 P. L. Nervi, Sala conferenze della sede dell'UNESCO a Parigi, schizzo preliminare. Fonte Archivio MAXXI 8 Stabilimento Raffo a Pietrasanta: sistema di equazioni algebriche lineari per la definizione della geometria del modulo corrugato di copertura, fonte Archivio MAXXI (in alto); diagramma dei momenti massimi e sezione trasversale della copertura, fonte S. Musmeci, Copertura pieghettata per un’industria a Pietrasanta, «L’architettura», 1960, n. 52 (in basso)

tria: struttura e geometria sono quindi in dissolubilmente legate. L'essenza stessa della geometria, allo stesso tempo razio nale e oggettiva nella sua formalizzazio ne matematica, ma anche arbitraria e li bera nelle sue infinite combinazioni, è il naturale strumento cui ricorrere per la re alizzazione originale di temi classici (na turali), come calotte sferiche, volte con di rettrici canoniche (per lo più paraboliche) e coperture simmetriche, corrugate, pia ne o curve.11 Nervi risolve in modo nuovo, con i mezzi a disposizione,12 le sfide sia geometriche sia statiche presentate dai sistemi strutturali spaziali. Sul primo fronte ricorrendo a proiezioni in pianta, a viste assonometriche, a studi prospettici solitamente visti dal basso e rivolti agli spazi interni, e a successioni di sezioni trasversali per le geometrie variabili. Sul secondo fronte, ricorrendo a schemi di calcolo semplificati, a modelli sperimen tali in scala e, in fase costruttiva, a dime in scala reale. Tale modo di procedere, che, volendo sintetizzare, è imperniato sul costruire, non si propone programmaticamente di concepire forme strutturali necessaria mente nuove, tantomeno desunte da prescrizioni analitiche assolute. L'esito geometrico cui Nervi giunge è piuttosto il risultato di una conveniente composizio ne strutturale, nella quale, scelto l'archeti po di meccanismo resistente (regime di membrana, arco a spinta eliminata, gra ticcio, superficie corrugata ecc.), regole e deroghe coesistono e l'adesione a pre cise leggi matematiche può non verifi carsi. Lo spazio per una libera scelta è comunque garantito, e tale margine permette genuina creatività. La via teorica al progetto: Sergio Musmeci A indicare un'altra via alla progetta zione strutturale è stato Sergio Musme ci, figura di primo piano nell'architettu ra strutturale del secolo scorso, il quale,

trascorsi gli inizi dell'attività lavorativa presso la Nervi & Bartoli, ha intrapreso tra il 1949 e il 1981 un percorso professio nale e di ricerca di assoluta originalità.13 «Nel caso dei ponti abbiamo visto che a mano a mano si sono abbandonate tutte le forme complesse in nome della semplicità costruttiva, di organizzazio ne del lavoro di carattere esecutivo, e si è arrivati a fare travi appoggiate su pile costruite mediante sistemi standard; perciò, tutto il nostro approfondimento della scienza delle costruzioni viene in qualche modo annullato o per essere precisi viene ridotto a delle verifiche fi nali di sezioni resistenti». Così Musmeci si esprime nel 1979 nell'intervista di Charles Khan, denunciando come il ruo lo dell'ingegnere fosse ormai ridotto «a questioni di dettaglio, diminuendo le possibilità dell'immaginazione e di fare architettura con le strutture». A questa prima ragione dell'eclissi dell'architettu ra strutturale egli aggiunge l'allontana mento delle motivazioni architettoniche dalla dimensione costruttiva e l'eccessi va specializzazione sia degli architetti che degli ingegneri. Su quest'ultimo punto: «è difficile che un complesso di specialisti, un team di persone che lavo rano insieme, possa sostituirsi a una mente unica; per fare un progetto non basta la somma delle specializzazioni, c'è qualcosa che non è definibile in for ma di somma semplice, è l'idea unitaria con cui si imposta un progetto». Sergio Musmeci propone quindi una propria visione nella quale le strutture possano diventare ragione di architettura. Per ri solvere un problema statico, assegnato il materiale, occorre porre l'accento sul la forma; quando questa diventa espres siva dei fatti costruttivi e tecnici, allora costituisce la matrice da cui nasce la ve ra architettura. Una forma spaziale ca pace di raccontare come essa stessa funzioni diventa quindi una forma organica strutturale che non soltanto risolve

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il problema statico, ma lo rende visibile. Da ciò l'inversione dei termini del pro blema che la scienza delle costruzioni si propone di risolvere e, con essa, la riap propriazione del progetto. «Se proviamo a pensare le equazioni che ci fornisce la scienza delle costruzioni come equazio ni contenenti quali dati noti le tensioni e come incognite le grandezze che defini scono la geometria della struttura, com piamo un passo verso un nuovo modo di utilizzare tale scienza. Tanto più se le grandezze geometriche non sono solo quelle che individuano il dimensionamen to delle sezioni resistenti, ma sono anche quelle che rappresentano le proporzioni dell'intera struttura o che, addirittura, ne individuano la forma generale».14 Muovendo da tale assunto, Musmeci ricerca per via matematica la forma di massimo rendimento,15 risolvendo con assoluta originalità temi progettuali di versi. A riprova della fecondità del meto do progettuale proposto egli è capace di innovare su diversi temi, tra i quali si di stinguono le strutture modulari spazia li, le coperture con superfici corrugate e le strutture continue equicompresse. Per queste ultime l'approdo alle superfi ci minime sorprende per semplicità: es se sono le equivalenti bidimensionali delle linee rette che presentano lun ghezza minima fra due punti assegnati, e anche le equivalenti nello spazio delle

linee geodetiche sulle superfici. Un so stegno concepito secondo una di que ste superfici è una naturale generalizza zione del concetto di pilastro e presenta il vantaggio della compressione in tutte le direzioni contenute nella superficie, con conseguente migliore utilizzazione del materiale.16 Sviluppando i tre temi il progetto na sce dal diverso rapporto tra geometria e struttura nel passaggio dal discreto al continuo17 e, di conseguenza, dalle for me associate alle logiche algebriche a quelle associate alle logiche differenzia li, senza subire interferenze dal procedi mento costruttivo con cui concretizzar lo. In aggiunta, la validazione tramite modelli fisici è parte integrante del me todo progettuale più per il controllo geo metrico che per quello prestazionale. Lascito «sostenibile» Chiamati spesso a esprimersi sulla loro idea di futuro, Nervi e Musmeci hanno indicato in diversi contesti la loro visione dell'evoluzione dell'architettura strutturale. Tra i vari pensieri espressi, colpiscono quelli nei quali la natura è baricentrica, quasi a preconizzarne l'at tuale urgenza. A proposito dell'evoluzione delle pro porzioni nella tecnica, Nervi prospetta due scenari. Uno pessimistico, che mo stra «una società avviata verso la più op

primente uniformità di vita e di pensiero, priva di fantasia, spiritualmente morta». Uno ottimistico, nel quale «un'umanità che nel quotidiano esercizio di una sem pre più raffinata tecnica, trova finalmen te l'abitudine a quella serena, obiettiva valutazione delle circostanze, a quella modesta aderenza e ubbidienza alle leg gi del mondo fisico… Nel benessere mate riale e nell'equilibrio morale così rag giunti, scienza, poesia, arti astratte, potranno svilupparsi come non mai e of frire illimitati campi alla fantasia e ai bi sogni spirituali di un'umanità al fine pa cificata con sé stessa e con la Natura». Facendo affidamento sulla Tecnica è il secondo scenario a prevalere.18 Nell'esplicito anelito di trasformare la quantità in qualità, Musmeci si mo stra attento a rimarcare che «la tecnica è il regno del particolare laddove la scienza è quello dell'universale», e come nell'ambito dell'architettura il più imme diato rapporto con la tecnica abbia ri dotto la sua interazione con le idee della scienza. Per riportare queste ultime nell'alveo dell'architettura moderna, è interessante la rilettura di Musmeci del le sette invarianti di Bruno Zevi. Da que ste egli alza lo sguardo fino a porsi il pro blema della gestione umana del pianeta, presagendo già nel 1980 la necessità di «una scelta, non rimandabile, fra la cata strofe, sia essa atomica o ecologica, e un'umanità riconciliata con la natura e con sé stessa, padrona di un immenso potenziale di conoscenze con le quali da re ad ognuno il massimo d'opportunità di capire, di partecipare e di realizzarsi».19 Nel tratteggiare alcuni aspetti salien ti di due poliedrici protagonisti della progettazione strutturale del Novecen to si è cercato di dare un contributo all'articolato tema del conceptual design. Se si condivide che nell'ossimoro scienza delle costruzioni si ritrova la radi ce culturale comune, Pier Luigi Nervi e Sergio Musmeci ne hanno privilegiato l'uno la costruzione, l'altro la scienza. Naturalmente il contesto culturale e so cioeconomico dell'odierno mondo delle costruzioni non consente l'applicazione

Note: 1. L. Taerwe e S. Matthys, fib model code for concrete structures 2010, Ernst & Sohn, Wiley, Berlin 2013. 2. G. Pizzetti, A.M. Zorgno Trisciuoglio, Principi statici e forme strutturali, UTET, Torino 1980. 3. S. Matthews, A. Bigaj-van Vliet, J. Walraven, G. Mancini, G. Dieteren, fib Model Code 2020: Towards a general code for both new and existing concrete structures, «Structural Concrete», 2018, n. 19(4), pp. 969-979. 4. P. Gelsinger, Intel Innovation 2021, Keynote, online: www.intel.com/content/www/us/en/events/ on-event-series.html. 5. K. Popper, La scienza normale e i suoi pericoli, in I. Lakatos, A. Musgrave (a cura di), Critica e crescita della conoscenza, Feltrinelli, Milano 1984.

6. J.H. Poincaré, Scienza e metodo, Einaudi, Torino 1997. 7. R. Maillart, Aktuelle Fragen des Eisenbetonbaues, «Schweizerische Bauzeitung», gennaio 1938. 8. P.L. Nervi, Scienza o arte del costruire? Caratteristiche e possibilità del cemento armato, Edizioni della Bussola, Roma 1945; P. L. Nervi, Costruire correttamente, Edizioni Hoepli, Milano 1954; G.C. Argan, Pier Luigi Nervi, Il Balcone, Milano 1955; A.L. Huxtable, P.L. Nervi, Pier Luigi Nervi, Il Saggiatore, Milano 1960; Luigi Ramazzotti (a cura di), Nervi oggi. Scritti dalle mostre e dai convegni, Edizioni Kappa, Bologna 1983; C. Greco, Pier Luigi Nervi. Dai primi brevetti al Palazzo delle Esposizioni di Torino. 1917-1948, Quart Verlag, Luzern 2008; G. Neri (a cura di), P. L. Nervi,

Ingegneria, Architettura, Costruzione. Scritti scelti 1922-1971, Città Studi Edizioni, Milano 2014; R. Gargiani, R. Bologna, The rethoric of Pier Luigi Nervi. Concrete and Ferrocement forms, EPFL Press, Lausanne 2016; C. Chiorino, E. Margiotta Nervi, T. Leslie (a cura di) Aesthetics and Technology in Building – The Twenty-First-Century Edition, University of Illinois Press, Champaign 2018. 9. P.L. Nervi, Scienza o arte del costruire? Caratteristiche e possibilità del cemento armato, cit. 10. T. Iori, S. Poretti, Pier Luigi Nervi: his Construction System for Shell and Spatial Structures, «Journal of the International Association for Shell and Spatial Structures», 2013, vol. 54, pp. 117-126.

11. F. Romeo, The P. L. Nervi structural route: from intuition to computation through geometry, in P.J. da Sousa Cruz (a cura di), Structures and Architecture, Cruz, Taylor and Francis, London 2010. 12. T. Iori, S. Poretti, Ascesa e declino della Scuola italiana di ingegneria, in P. Desideri, A. De Magistris, C. Olmo, M. Pogacnik (a cura di), La concezione strutturale. Ingegneria e architettura in Italia negli anni Cinquanta e Sessanta, Umberto Allemandi, Torino 2013. 13. S. Musmeci, Il minimo strutturale, «L'Ingegnere», 1968, n. 5, pp. 407-414; S. Musmeci, La statica e le strutture, Cremonese, Roma 1971; S. Musmeci, Struttura ed architettura, «L'Industria Italiana del Cemento», 1980, n. 10, pp. 771-786; M. Nicoletti, Sergio Musmeci. Organicità di forme e forze nello

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spazio, Testo&Immagine, Torino 1999; S. Di Pasquale, Sergio Musmeci e i problemi di ottimizzazione strutturale, «Bollettino ingegneri -mensile di ingegneria ed architettura», numero monografico Forma e struttura: Sergio Musmeci, 1999, n. 4, pp. 10-12; R. Capomolla, Le «forme organiche strutturali». Materia e spazio nelle opere di Sergio Musmeci, «Rassegna di Architettura e Urbanistica», 2007, n. 121-122, pp. 135-148. 14. S. Musmeci, Le tensioni non sono incognite, «Parametro», 1979, n. 80, pp. 36-47. 15. R. Capomolla, Sergio Musmeci. L'ingegnere tra arte e scienza, in G. Bianchino, D. Costi (a cura di), Cantiere Nervi. La costruzione di una identità. Storie, geografie, paralleli, Quaderni dello CSAC, Skira, Milano 2012, pp. 289-293.

16. U. Luccichenti, S. Musmeci, Appalto concorso per il nuovo ponte a Tor di Quinto, «Notiziario di Tecnica moderna applicata all'ingegneria civile», 1959, n. 2, pp. 93-101. 17. L. Ingold, P. D'Acunto, Structural Folding as a Source of Research for Sergio Musmeci, atti del convegno IASS Annual Symposium 2017, Hamburg 2017. 18. P. L. Nervi, Le proporzioni nella tecnica, «Domus», 1951, n. 264-265, pp. 45-48. 19. S. Musmeci, Architettura e pensiero scientifico, «Parametro», 1979, n. 80, pp. 34-46. 20. G. Hartoonian, Ontology of construction. On Nihilism of Technology and Theories of Modern Architecture, Cambridge University Press, Cambridge 1994.

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diretta dei loro metodi progettuali, ma il portato di quest'ultimi è tale da non po ter essere ignorato. Grazie ai loro origi nali approcci Nervi e Musmeci sono sta ti capaci di sottrarsi all'inesorabile passaggio dal what all'how, con il quale, a partire dal XVII secolo, la tecnologia, ovvero il processo, ha sostituito la techne, sintesi di mezzo e fine.20 Sarà presto chiaro se i progettisti formati nell'era del pensiero computazionale e del coding sapranno far recuperare ai fini lo svan taggio fin qui accumulato sui mezzi. Tuttavia, con la riduzione finanche del pensiero a processo, sembra prudente frenare le aspettative.

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Architetture tra «sacro e profano»

Mario Botta al MAXXI di Roma Silvia Berselli Architetta e storica dell'architettura UNIPR

Dall'8 aprile al 4 settembre 2022 la Galleria Gian Ferrari del museo MAXXI di Roma ospita la mostra monografica della serie «Nature», a cura di Margherita Guccione e Pippo Ciorra, dedicata all'architetto. La galleria espositiva accoglie il visi tatore con un gradevole profumo di le gno che proviene dai prototipi in pero di alcuni vasi, poi realizzati in bronzo, dai numerosi modelli dei progetti in mostra e dai volumi che occupano lo spazio cen trale. Si tratta di due elementi che costru iscono un rapporto dialogico formando un'installazione, entrambi espressamen te realizzati per la mostra: da una parte il modello in scala 1:2 dell'abside della cap pella di San Giovanni Battista che l'archi tetto ha costruito a Mogno, Svizzera (1986-1996) e dall'altra uno studiolo, un ri fugio cavo con all'interno uno scrittoio e scaffali in cui si possono conservare fino a mille libri, la propria biblioteca intima. Questo diaframma in grado di delimita re uno spazio è pensato per essere collo cato all'interno di un loft, per ritagliare un momento di intimità con se stessi e di ri flessione, una sorta di preludio al lavoro creativo: Mario Botta lo definisce «un profano domestico». Sulla parete di fon do il grande arazzo «Anatolia», realizzato

su disegno di Cleto Munari, costituisce una sorta di scena fissa nei toni dell'az zurro e mette in risalto gli attori in scena, i prototipi e i modelli. La serie «Nature», di cui questa mo stra costituisce il settimo appuntamen to, propone ogni volta un autoritratto di un progettista contemporaneo e il tema scelto da Mario Botta è un confronto tra «sacro e profano» che scaturisce da una domanda iniziale: «Come si fa una chie sa dopo Picasso?». In mostra vengono presentati 11 progetti: quattro architet ture civili, fra cui il MART di Rovereto e le terme di Baden, e sette edifici sacri, di cui una sinagoga e sei chiese, opere rea lizzate principalmente in Svizzera e Ita lia. Nonostante le differenze tra i pro grammi, le dimensioni e il contesto degli edifici presentati, alcuni temi pro gettuali permangono costanti e permet tono di cogliere una contaminazione che introduce anche negli edifici laici un senso di sacralità – come nella corte di accesso del MART di Rovereto, con l'oculo zenitale che ricorda il Pantheon – e in quelli religiosi una dimensione

umanistica, culturale, che connette il volume alla terra e non solo al cielo. Ven gono presentati alcuni suggestivi bino mi, tra cui luce/ombra, gravità/legge rezza, trasparenza/materia, percorsi/ soglie; termini della riflessione che si trasformano poi in temi progettuali. L'utilizzo di forme geometriche net te, in grado di trasmettere il senso del monumentale anche alla piccola scala di una cappella, caratterizza la poetica dell'architetto ticinese e istituisce un dialogo inatteso con il paesaggio circo stante. Costruire – secondo Mario Bot ta – significa «trasformare una condi zione di natura in una condizione di cultura»: attraverso il progetto infatti, le forme organiche della natura si con frontano con la presenza dell'uomo, che modella un paesaggio artificiale intriso di geometria, rigore e razionalità. Un al tro tema centrale nei suoi progetti è l'u tilizzo della luce naturale e dell'ombra, introdotte negli spazi sacri a volte per rappresentare il contrasto manicheo tra bene e male, come negli interni bico lori di Mogno ed Évry, a volte per tra sformarsi in simboli, come per la croce in copertura nella chiesa di San Rocco, in costruzione a Sambuceto, che si pro ietta sulle pareti perimetrali in maniera sempre diversa, a seconda delle ore e delle stagioni. I dispositivi di illumina zione «a reazione poetica» vengono im piegati anche nelle architetture civili, come gli alti lucernari delle terme di Ba den o i profondi tagli trasparenti nel Fio re di Pietra, che inquadrano il paesag gio del Monte Generoso. Secondo Botta, il progetto espositivo parte da un paradosso, perché un mu seo non può mettere in mostra l'architet tura: al massimo propone i bozzetti, i di segni, le fotografie, i modelli a diverse scale, materiali che offrono dell'edificio sempre una visione parziale. Per tentare di colmare questa lacuna, o forse piutto sto per denunciarla, la mostra è introdot ta da un documentario di Francesca

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1 Allestimento della mostra monografica di Mario Botta al MAXXI di Roma, intitolata Mario Botta. Sacro e profano. Foto Enrico Cano 2 Corte di accesso al museo MART di Rovereto, Italia, 19882002. Foto Enrico Cano 3 Modello in legno della Cattedrale della Resurrezione di Évry, Francia, 1988-1995. Fonte Mario Botta Architetti 4 Modello in legno della Chiesa di San Rocco a Sambuceto, Italia, 2006-in costruzione. Fonte Mario Botta Architetti

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Molteni che unisce documenti d'archi vio, passeggiate architettoniche, una lunga intervista, oltre a testimonianze di collaboratori come Enzo Cucchi e critici del calibro di Vittorio Sgarbi e Fulvio Ira ce. Quest'ultimo è anche autore di una lunga intervista a Mario Botta pubblica ta nel catalogo, che presenta, oltre ai pro getti illustrati in mostra, un ricco reporta ge fotografico e una collezione di autori e frammenti che costituiscono il paesag gio familiare dell'architetto, il suo siste ma di riferimenti. Tra gli edifici progettati dall'architetto e non esposti in mostra vi è la chiesa con

centro parrocchiale della Divina Provvi denza, in costruzione in un quartiere po polare alla periferia di Leopoli, in Ucrai na. Nonostante la guerra, il cantiere non si è fermato ed è diventato per gli abitanti il segno tangibile di una continuità che il conflitto vorrebbe interrompere, il sim bolo insieme sacro e profano di una vo lontà di costruire che si oppone a quella di distruggere. Forse è questa la risposta alla domanda iniziale: dopo la lezione eroica della Avanguardie e del Movimen to Moderno, l'unica scelta coerente è con tinuare a creare, dipingere e costruire, anche sopra Guernica.

Margherita Guccione, Pippo Ciorra, a cura di Mario Botta. Sacro e profano, catalogo della mostra, Edizioni MAXXI, Roma 2022

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Mercedes Daguerre La decisione elvetica di raggiungere zero emissioni nette di CO2 entro il 2050, con l'obiettivo di mantenere il riscaldamento globale a un livello sostenibile, implica al contempo l'abbandono graduale del nucleare (settore che oggi rappresenta un ter zo della produzione nazionale di elettricità). Per evitare l'aumento delle emissioni di anidride carbonica questa scelta esige una riconversione massiccia verso le energie rinnovabili – eolico e fotovoltaico in particolare – individuando la proporzione auspi cabile tra le diverse fonti disponibili e l'attivazione di politiche razionali di localizza zione delle centrali. Il coordinamento logistico tra i bisogni e la produzione energetica rispettosa dell'ambiente è quindi un compito impegnativo che imporrà modifiche an che alle abitudini dei consumatori. In questo ambito, il tema della progettazione e gestione delle reti energeti che integrate svolge un ruolo determinante nel dibattito specialistico. Le nuove reti di riscaldamento e raffreddamento, efficienti e basate su risorse rinnovabili, che inco minciano progressivamente a funzionare in diversi centri urbani sono solo una delle tante strade da esplorare, ma hanno certamente un ruolo chiave nella decarbonizza zione, visto che il comfort degli edifici rappresenta una parte significativa del consu mo finale di energia attualmente prodotta con combustibili fossili. I nuovi impianti possono attingere a fonti diversificate disponibili sul sito o nelle sue vicinanze (acque superficiali, acqua potabile, calore del sottosuolo o di scar to dalla depurazione delle acque reflue e dagli impianti di incenerimento dei rifiuti, calore residuo dei centri di calcolo, biomassa ecc.) e la loro implementazione permette di riorganizzare l'attuale sistema di fornitura, soddisfacendo le esigenze di approvvi gionamento energetico di interi comparti edilizi in modo sostenibile. Come è stato os servato, le previsioni del programma nazionale di ricerca «Reti termiche» dell'Ufficio federale dell'energia prevede che queste fonti possano coprire un giorno un quarto del fabbisogno per riscaldamento e acqua calda dell'intera Svizzera. Questo numero di Archi si occupa dunque di reti termiche a bassa tempera tura, spiegando le loro caratteristiche e illustrando alcuni esempi che favoriscono e ottimizzano gli scambi tra i vari utenti. Come dimostrano le prossime pagine, i volumi di energia termica che posso no essere recuperati sono rilevanti, vi è la capacità di realizzare le attrezzature in tem pi relativamente rapidi e tali soluzioni offrono la possibilità di condividere l'energia prodotta a scala locale, a livello di uno o più isolati, di quartiere o di città. È per questa ragione che i piani direttori cantonali per l'energia svolgono un compito importante nella valutazione della fattibilità di questo tipo di infrastrutture e nell'identificazione delle aree prioritarie per i tracciati, mentre i Comuni giocano un ruolo decisivo nell'attuazione dei progetti, coinvolgendo e coordinando gli attori por tatori d'interesse, oltre a incentivare la connessione degli abitanti alla rete in modo da aumentare l'offerta di energia pulita. Gli esperti del settore prevedono che la svolta energetica non avrà una dire zione unica, assomiglierà piuttosto a un intreccio di percorsi tendenzialmente orien tati verso uno scopo comune, le cui intersezioni si troveranno spesso in conflitto. Os servano inoltre che l'aumento della flessibilità e della capacità di stoccaggio delle reti è un fattore su cui puntare per essere in grado di utilizzare la fonte di energia adatta al momento giusto, attenuando i picchi di consumo. Sarà la ricerca nel campo dell'in telligenza artificiale, l'uso della simulazione digitale che consente l'ottimizzazione del funzionamento della rete, e la formazione di professionisti con competenze transdi sciplinari che sappiano integrare in modo innovativo questi sistemi nei loro progetti a trovare la soluzione delle interferenze, ma il concetto di «sobrietà energetica» dovrà inevitabilmente fare parte dei nuovi stili di vita della popolazione. Alla politica e all'e conomia sta il compito di portare avanti questa sfida pensando al bene comune, ma solo cittadini sufficientemente formati e informati saranno in grado di sostenere con consapevolezza i compromessi necessari.

«Nell'ambito delle loro competenze, la Confederazione e i Cantoni si adoperano per un approvvigionamento energetico sufficiente, diversificato, sicuro, economico ed ecologico, nonché per un consumo energetico parsimonioso e razionale». Costituzione federale, art. 89, 1990

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Da emergenza a progetto culturale In occasione del 50° anniversario della Fondazione Svizzera Pro Venezia pubblichiamo il volume Il restauro della cappella dei Tessitori di seta. Chiesa dei gesuiti a Venezia, a cura di Fabio Cani e Graziella Zannone Milan, espazium – Edizioni per la cultura della costruzione-Edizioni Antiga, Zurigo-Crocetta del Montello 2022

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Energie alternative di prossimità

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Alternative Energien aus der Nähe Mercedes Daguerre «Bund und Kantone setzen sich im Rahmen ihrer Zuständigkeiten für eine ausreichende, diversifizierte, sichere, wirtschaftliche und ökologische Energieversorgung sowie für einen sparsamen und vernünftigen Energieverbrauch ein». Bundesverfassung, Art. 89, 1990 Die Entscheidung der Schweiz, bis 2050 einen CO2-Aus stoss von Netto-Null zu erreichen, um die globale Erwär mung auf einem erträglichen Niveau zu halten, bedeutet gleichzeitig den schrittweisen Ausstieg aus der Kernenergie (die heute ein Drittel der nationalen Stromproduktion aus macht). Um einen Anstieg der Kohlendioxidemissionen zu vermeiden, erfordert diese Entscheidung eine massive Um stellung auf erneuerbare Energien – insbesondere Windkraft und Fotovoltaik – durch die Ermittlung erstrebenswerter An teile der verschiedenen verfügbaren Quellen und durch den Einsatz rationaler Vorgehensweisen bei der Standortwahl von Kraftwerken. Die Koordinierung von Bedarf und um weltfreundlicher Energieerzeugung ist daher eine an spruchsvolle Aufgabe, die auch eine Änderung der Verbrau chergewohnheiten erfordert. In diesem Zusammenhang spielt das Thema von Pla nung und Betrieb integrierter Energienetze in der Fachdis kussion eine entscheidende Rolle. Die neuen effizienten Wärme- und Kältenetze auf der Grundlage erneuerbarer Energien, die allmählich in mehreren städtischen Zentren in Betrieb gehen, sind nur eine von vielen Möglichkeiten, die es zu erforschen gilt. Sie spielen aber zweifellos eine Schlüs selrolle bei der Dekarbonisierung, da der Komfort in Gebäu den einen erheblichen Teil des Endverbrauchs der derzeit mit fossilen Brennstoffen erzeugten Energie ausmacht. Die neuen Anlagen können auf verschiedene Quellen zurückgreifen, die am jeweiligen Standort oder in dessen Nähe zur Verfügung stehen (Oberflächengewässer, Trink wasser, Erdwärme, Abwärme aus Kläranlagen, Müllverbren nungsanlagen und Rechenzentren, Biomasse usw.), und ihre Realisierung ermöglicht eine Neuordnung des derzeitigen Versorgungssystems, wodurch der Energiebedarf ganzer Gebäudesektoren auf nachhaltige Weise gedeckt werden Rete di distribuzione anelli sotterranei di circa 900 m caldo freddo free cooling

Campo sonde geotermiche HWS previsto Gruppo di edifici HI connessione prevista Utenze edifici e infrastruttura

kann. Prognosen des nationalen Forschungsprogramms «Wärmenetze» des Bundesamts für Energie gehen davon aus, dass diese Quellen eines Tages ein Viertel des Heizungs- und Warmwasserbedarfs der gesamten Schweiz decken könnten. Die vorliegende Ausgabe von Archi befasst sich daher mit Niedertemperatur-Wärmenetzen, erläutert deren Merk male und zeigt einige Beispiele, die den Austausch zwischen den verschiedenen Nutzern begünstigen und optimieren. Wie die folgenden Seiten zeigen, sind die Mengen an Wärmeenergie, die hier zurückgewonnen werden können, beträchtlich. Die Anlagen können relativ schnell aufgebaut werden und bieten die Möglichkeit, die gewonnene Energie auf lokaler Ebene, innerhalb eines oder mehrerer Wohnblö cke, eines Stadtteils oder einer ganzen Stadt zu nutzen. Aus diesem Grund spielen die kantonalen Energie-Mas terpläne eine wichtige Rolle bei der Beurteilung der Mach barkeit dieser Art von Infrastruktur und der Festlegung von prioritären Gebieten für die Trassenführung, während die Gemeinden eine entscheidende Rolle bei der Umsetzung der Projekte spielen, indem sie die Beteiligten einbeziehen und koordinieren und den Anschluss der Einwohner an das Netz fördern, um die Versorgung mit sauberer Energie zu erhöhen. Branchenexperten sagen voraus, dass die Energiewen de keine einheitliche Richtung haben, sondern einem Ge flecht von Wegen ähneln wird, die auf ein gemeinsames Ziel hinführen, deren Schnittpunkte sich aber auch konfliktträch tig sein können. Sie weisen auch darauf hin, dass die Erhö hung der Flexibilität und der Speicherkapazität der Netze ein Faktor ist, auf den man sich konzentrieren muss, um die richti ge Energiequelle zur richtigen Zeit zu nutzen und Verbrauchs spitzen abzufedern. Die Optimierung des Netzbetriebs wird in der Forschung auf dem Gebiet der künstlichen Intelligenz, in der Nutzung digitaler Simulationen zur Optimierung des Netzbetriebs und in der Ausbildung von Fachleuten mit transdisziplinären Fähigkeiten liegen, die diese Systeme in novativ in ihre Projekte zu integrieren wissen. Eine «Energie vernunft» aber wird nur durch einen Wandel der Lebensstile der Bevölkerung zu erreichen sein. Es ist Aufgabe von Politik und Wirtschaft, diese Herausforderung im Sinne des Gemein wohls zu bewältigen, aber nur ausreichend gebildete und in formierte Bürger werden in der Lage sein, die notwendigen Kompromisse bewusst einzugehen.

Campo sonde geotermiche HPQ previsto

Gruppo di edifici HP connessione prevista Centrale termica HEZ – dissipazione del calore in eccesso mediante free cooling –generazione ridondante di calore di calore e freddo

Centrali di distribuzione (sottostazioni) HPZ HPL HWN HC HI HP (2022)

free cooling

Accumulo nel terreno

Campo sonde geotermiche HWO 207 sonde Campo sonde geotermiche HC1 126 sonde

Campo sonde geotermiche HPL 101 sonde Campo sonde geotermiche HC2 172 sonde

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Gestire la complessità in ambito energetico: ridurre, condividere e ottimizzare Andrea Roscetti Con la pubblicazione dell'inserto speciale sulle Reti Anergetiche, curato dal collega Paul Knusel della redazione di TEC21,1 a metà dello scorso anno espazium ha offerto una panoramica di pareri e una rassegna di progetti sul tema delle grandi in frastrutture per la distribuzione dell'energia termica a bassa temperatura. Il tema dell'approvvigionamento energetico sostenibile ed efficiente è sem pre più attuale anche alle nostre latitudini, non solo nelle grandi città ma anche nei centri di media dimensione. Ovunque ci sia una certa densità, la messa a sistema di risorse e necessità di calore, freddo e altre forme di energia risulta particolarmente vantaggiosa. La si sta già sperimentando nei casi in cui è la generazione elettrica da sistemi fotovoltaici a essere condivisa, come nelle cosiddette comunità di consumo proprio: un soggetto produce energia sostenibile e in caso di surplus vende ai propri vicini, a costi solitamente inferiori a quelli della rete ma che permettono un più rapido ritorno dell'investimento. Le soluzioni di generazione centralizzata, in particolare per il calore, potreb bero essere un'opportunità anche per i piccoli nuclei, costituiti da gruppi di edifici che solitamente necessitano di maggior comfort rispetto all'attuale e per i quali il poten ziale di efficientamento risiede principalmente nel ricorso a una generazione centraliz zata a basse emissioni, date le limitate possibilità di intervento sull'involucro termico per la riduzione del fabbisogno. Così come già succede nel campo della mobilità con la condivisione dei siste mi di trasporto, il principio «standard» adottato nel passato, di autonomia nella genera zione e sfruttamento del calore tipico degli edifici poco parsimoniosi e con grande di sponibilità di energia, solitamente ricavata da fonti fossili e con un costo relativamente ridotto, lascia il posto a soluzioni condivise molto meno impattanti e più efficienti. Già nel 2015 TEC21 evidenziava la necessità di pianificare attentamente lo sfruttamento delle risorse rinnovabili locali: nel numero 9, dedicato alla problemati ca della pianificazione dello sfruttamento della risorsa geotermica, si evidenziavano i possibili conflitti nelle grandi città o nelle aree più dense, anche considerando edifici molto parsimoniosi.2 La reazione spontanea alle necessità odierne di riduzione delle emissioni, in particolar modo nelle città che hanno scelto obiettivi climatici ambiziosi spesso condivisi e compresi anche dalla cittadinanza, non può che essere un'attenta pianificazione delle risorse. Il loro utilizzo deve inoltre essere necessariamente conte nuto: pena il non raggiungimento degli obiettivi, enormi investimenti infrastrutturali in perdita e maggiori costi per gli utenti. Il Piano direttore dell'energia del Cantone di Ginevra,3 pubblicato a fine 2020, è un documento rilevante in questo ambito: nei principi enunciati, come base del la pianificazione cantonale, l'efficienza e la sobrietà nei consumi si accompagnano alla valorizzazione delle risorse locali rinnovabili, gestione e stoccaggio dell'ener gia per la condivisione. L'idea del teleriscaldamento risale probabilmente al principio di fornitura di più edifici, tipico di alcuni ipocausti romani. Anche lo sfruttamento del calore pre sente in natura, come quello delle sorgenti termali, risale all'epoca antica. Le reti di riscaldamento sono successivamente riapparse in Europa durante il Rinascimento e si sono lentamente evolute nei moderni sistemi di riscaldamento ad aria calda, acqua calda e vapore. L'industrializzazione, con lo sfruttamento del vapore e le mo derne tecniche di produzione di calore con la combustione di fonti fossili, ha portato a ulteriori sviluppi. A Birdsill Holly – un inventore di Lockport, nello Stato di New York – è riconosciuto dalla letteratura tecnica la progettazione nel 1877 della prima installazione di un sistema di riscaldamento commerciale che serviva con il pro prio vapore quattordici edifici con una rete di circa 700 metri. Già a fine Ottocento erano presenti svariate decine di sistemi, molti dei quali sono ancora in funzione. Il teleraffreddamento iniziò poco dopo, con l'introduzione di sistemi che utilizzavano salamoia e ammoniaca. La centralizzazione della produzione di calore (e della produzione energetica a scala di prossimità) non è quindi una novità, ma nasce dalla maggior richiesta di comfort e dalle necessità tecniche come la riduzione dei rischi nello stoccaggio del combustibile e il controllo dei fumi di combustione.

1 Nella pagina a fianco Schema della rete anergetica, Campus di Hönggerberg, Politecnico di Zurigo: gli edifici che consumano (rosso, blu, verde, violetto), i campi di sonde geotermiche e la centrale per la produzione di riscaldamento e climatizzazione

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Oggi l'obbligo all'abbandono delle fonti fossili, il miglio ramento delle tecnologie legate alla riduzione delle necessità – materiali da costruzione, generatori di calore – ci stanno spin gendo ad abbandonare sistemi intrinsecamente poco efficien ti. La produzione di calore con una combustione a oltre mille gradi, per portare a poco più di 20 °C la temperatura dei locali in inverno non è più necessaria. Le reti a bassa temperatura sono, in determinate circostanze, una parte della soluzione e offrono enormi opportunità di sfruttamento di fonti locali e rin novabili che in passato non sembravano possibili da sfruttare in maniera efficiente come sorgente o pozzo di calore. La rete di quinta generazione e a bassa temperatura del campus di Hönggerberg del Politecnico federale di Zurigo, progetto vincitore del Watt d'Or 2020,4 è uno dei casi esempla ri di condivisione, stoccaggio e gestione di calore a contenuto energetico estremamente ridotto. Il rendimento pari al 600% per la produzione di calore – e ancor maggiore per il freddo –, permetterà di ridurre dell'80% l'impatto in termini di emissioni del campus universitario, nonostante si preveda un aumento di edifici e utenti.5 Le ridotte temperature di circolazione dei fluidi permettono di ridurre inoltre in maniera importante le dispersioni termiche nella fase di distribuzione: in molti casi i tubi non sono isolati, perché non ritenuto necessario. Non tutti gli edifici saranno senza riscaldamento o raf freddamento anche nel più lontano e roseo futuro, e non tutti i sistemi decentralizzati saranno tanto efficienti come una rete condivisa: il raggiungimento della neutralità climatica passa anche dai sistemi di fornitura complessi, ben pianificati, pro gettati e controllati. Il ruolo di città e cantoni, dei fornitori di energia, degli in vestitori privati e degli enti pubblici è centrale in questo am bito. Come sostenuto da François Maréchal nell'intervista, anche la formazione e la spinta all'innovazione devono miglio rare, in particolare per i professionisti coinvolti nella progetta zione. Il contributo di Belliardi e Cereghetti, oltre a offrire una panoramica esaustiva sulle tecnologie e l'evoluzione delle stesse, evidenzia la lenta progressione dei sistemi di teleriscal damento negli ultimi anni. A sud delle Alpi si notano sviluppi positivi per la filiera della biomassa ma risulta ancora minimo lo sfruttamento delle fonti e delle reti a basse temperature – confrontato con il potenziale teorico disponibile e le necessità. In questo numero vengono presentati molteplici esem pi di reti anergetiche in fase di realizzazione o di progetto, che sfruttano fonti rinnovabili o quanto disponibile in prossimità degli utilizzatori, sistemi in grado di condividere e gestire le diverse necessità, che offrono se possibile l'opportunità di va lorizzare per gli uni gli scarti di calore degli altri. Dalle discus sioni con gli esperti del settore risulta fondamentale la fase di monitoraggio delle reti attualmente in funzione e degli edifici a esse connessi, in modo da accumulare ulteriore esperienza nel campo e ridurre il margine di errore in fase di pianificazio ne dei futuri progetti e ottimizzazione della gestione grazie a simulazioni ben calibrate.6 Circa il 70% degli edifici esistenti in Svizzera risale a prima del 1980, un milione e mezzo di case necessitano di un rinnovamento energetico ma il rateo annuo di risanamento Note: 1. Anergienetze|Réseaux d’anérgie|Reti anergetiche, espazium – Edizioni per la cultura della costruzione, 2021. Online: www.espazium.ch/de/weitere-publikationen-anergienetze-reseaux-danergie-reti-anergetiche-2021-sonderheft. 2. Erdwärme: First come, first serve?, «TEC21», 2015, n. 9-10. Online: www.espazium.ch/it/product/243. 3. Plan directeur de l’énergie, Office cantonal de l'énergie (OCEN) – République et canton de Genève, 2020. Online: www.ge.ch/document/22488/telecharger.

dei fabbricati inefficienti è attualmente molto ridotto, meno dell'1% annuo. Per la necessaria (obbligatoria?) sostituzione delle fonti fossili dovrà essere possibile un'alternativa accetta bile e a ridotte emissioni, sostenibile anche economicamente nel lungo termine. Gli incentivi per queste azioni sono disponi bili, provengono dagli introiti della tassa sulla CO2 e da contri buti cantonali: oltre mezzo miliardo di franchi. Le conclusioni della direttrice di Infrawatt, associazione a sostegno delle iniziative in questo ambito, sono emblema tiche: vale la pena ricercare e sfruttare il calore di prossimità, sino all'ultima goccia. Senza mai dimenticare il suggerimento di uno dei fornitori di energia: il kilowattora più pulito – che sia elettricità, riscaldamento o raffreddamento – è sempre quello che non è necessario.

Bewältigung von Komplexität im Energiebereich: reduzieren, teilen und optimieren Das Ziel effizienter und erneuerbarer Systeme zur Erreichung der Klimaziele begünstigt große Infrastrukturen für die Verteilung von Wärmeenergie im Niedertemperaturbereich. Der Planung für erneuerbare Ressourcen, insbesondere in dicht besiedelten Gebieten, muss Priorität zukommen. Die Rolle der Städte und Kantone, der Energieversorger, der privaten Investoren und öffentlicher Unternehmen ist dabei zentral. Auch Ausbildung und Innovationsanreize müssen verbessert werden, insbesondere für die Fachplaner. Im Vergleich zum vorhandenen theoretischen Potenzial ist die Nutzung von Niedertemperaturquellen und -netzen noch minimal. Die Überwachung der Netze der fünften Generation und der angeschlossenen Gebäude ist von entscheidender Bedeutung für die Planung und Optimierung der künftigen Systemplanung und -verwaltung. In dieser Ausgabe werden zahlreiche Beispiele für bereits realisierte oder geplante energieeffiziente Netze vorgestellt, die erneuerbare Energiequellen oder das in der jeweiligen Umgebung vorhandene Angebot nutzen; Systeme, die in der Lage sind, verschiedene Bedürfnisse gemeinsam zu nutzen und zu verwalten und nach Möglichkeit die Wärmeabfälle anderer Systeme zu nutzen.

4. www.bfe.admin.ch/bfe/fr/home/office-federal-de-lenergie/watt-d-or/laureats-du-watt-dor/laureats-duwatt-d-or-2020.html. 5. ethz.ch/de/die-eth-zuerich/nachhaltigkeit/nachhaltiger-campus/umwelt/energie/erdspeicher.html. 6. N. Vetterli, M. Sulzer, U.P. Menti, Energy monitoring of a low temperature heating and cooling district network, «Energy Procedia», 2017, vol. CXXII, pp 62-67. Online: doi.org/10.1016/j.egypro.2017.07.289.

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Il ruolo delle reti termiche nella decarbonizzazione Laure Deschaintre Direttrice dell'associazione InfraWatt

Il fabbisogno di riscaldamento degli edifici rappresenta la metà del consu mo finale di energia in Svizzera. La maggior parte di questo calore è attualmente fornito da combustibili fossili. Per realizzare la transizione energetica e raggiun gere gli obiettivi di emissioni zero della Svizzera, è quindi necessario, da un lato, ridurre il consumo degli edifici e, dall'altro, sostituire le fonti di energia termica fossile con le energie rinnovabili. Quale modo migliore per raggiungere questo se condo obiettivo se non con le reti termiche? In effetti, queste permettono di sfrut tare molte fonti di energia locali che non sarebbero altrimenti disponibili senza la condivisione dei fabbisogni, e di realizzare la transizione energetica nel settore del riscaldamento in modo relativamente rapido, offrendo una soluzione semplice ed efficace ai proprietari. L'Iniziativa Calore Svizzera (ICS) lanciata dall'AEE Suisse (organizzazione mantello dell'economia per le energie rinnovabili e l'efficienza energetica) mostra nel suo rapporto 20201 che l'approvvigionamento di calore in Svizzera può esse re completamente decarbonizzato. Tuttavia, per raggiungere questo obiettivo, è necessario utilizzare il pieno potenziale delle fonti energetiche rinnovabili locali e creare le giuste condizioni quadro per l'espansione del calore rinnovabile. Lo studio mostra anche chiaramente che le reti termiche avranno un ruolo partico larmente importante in futuro e che saranno in grado di fornire fino al 27% del ca lore consumato, rispetto al 9% di oggi. Questa è circa la stessa quota che ha attual mente la rete del gas naturale. In questo contesto, le fonti di energia locali sono di grande importanza. Il rapido sviluppo di piani direttori cantonali per l'energia, che identificano le aree prioritarie per le reti termiche, è importante per la diffusione di questa soluzione. Importanti energie da valorizzare Praticamente ogni grande città della Svizzera ha una o più reti termiche in funzione da decenni. Queste grandi reti urbane sono alimentate principalmente con il calore di scarto degli impianti di incenerimento dei rifiuti urbani (IIRU). Tut tavia, ci sono molte altre fonti di calore residuo che possono essere utilizzate anche nelle comunità più piccole. Il legno è una risorsa preziosa che può produrre alte tem perature ed è facile da conservare e trasportare. Per la produzione di calore, le fonti locali che altrimenti si perdono dovrebbero essere utilizzate in via prioritaria. Le risorse qui presentate e illustrate da alcuni buoni esempi di implemen tazione dovrebbero essere utilizzate in via prioritaria per alimentare le reti termi che, dove il calore degli IIRU non è disponibile o già sfruttato. In effetti, si tratta di energie locali che non possono essere trasportate su distanze molto lunghe. Se l'e nergia dell'infrastruttura non viene utilizzata nella rete termica, va persa. Inoltre, l'acqua dei laghi e dei fiumi rappresenta anche un potenziale molto importante da sfruttare a livello locale. Calore dall'acqua di scarico Gli impianti di depurazione delle acque di scarico (IDA) hanno un grande potenziale energetico. L'acqua usata per la doccia o il lavaggio contiene ancora ca lore quando arriva all'IDA. Dopo il trattamento, l'acqua trattata viene scaricata in un lago o in un fiume con temperature tra i 12 e i 22 °C a seconda della stagione. Prenden do solo poche calorie da esso e abbassandolo di qualche grado, anche in inverno, i volumi di energia termica che possono essere recuperati sono notevoli. In concreto, l'energia termica dell'acqua trattata viene recuperata all'uscita dell'IDA grazie a uno scambiatore di calore e trasmessa a una rete termica. Questo sistema permette di distribuire energia termica a un intero quartiere o città grazie a una rete sotterranea di tubi che trasporta acqua a bassa temperatura. La rete è collegata alle pompe di calore installate direttamente presso i clienti. Amplificano il calore fornito dalle tubature per fornire riscaldamento e acqua calda sanitaria o, in modo reversibile, raffreddamento comfort. In Svizzera, più di 100 sistemi di recupero del calore delle acque reflue sono già in funzione. Per utilizzare l'energia delle acque reflue in modo economico, è necessario che il consumatore di calore sia vicino a un collettore fo gnario o un IDA.

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InfraWatt L'associazione InfraWatt mira a promuovere la produzione e l'uso di energia da acque reflue, rifiuti, calore residuo e acqua potabile e a garantire l'attuazione del loro potenziale per contribuire agli obiettivi di emissioni zero. L'attività principale dell'associazione è quella di supportare i gestori d'IDA, d'IIRU e di reti idriche nell'identificazione e nello sfruttamento dei potenziali energetici e nella realizzazione di progetti per il recupero del calore residuo dalle diverse fonti di energia. Laure Deschaintre è la direttrice dell'associazione dal 1° aprile 2021

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ACQUE REFLUE

CONDOTTA DI SCARICO

SCAMBIATORE DI CALORE

DEPURATORE

AMBIENTE POMPA DI CALORE RECUPERO DEL CALORE DALLE ACQUE REFLUE

RETE DI TELERISCALDAMENTO

1 Principio del recupero di calore in un impianto di depurazione delle acque di scarico. Fonte Gruyère Energie

ACCOPPIAMENTO FORZA - CALORE (AFC) BIOGAS DA IDA

CAD-STEP è una rete di teleriscaldamento a bassa en talpia per la fornitura di calore a una vasta area intorno all'im pianto di depurazione di Yverdon-les-Bains. La trasforma zione dell'IDA aumenterà la sua capacità di trattamento da 45'000 a 70'000 abitanti equivalenti e il suo volume annuale di scarico di acqua depurata da 3.5 a 5 milioni di m3 entro il 2033.2 Questa rete termica lunga 1'300 m, con una capacità di circa 1.0 MW nella fase I e 3.6 MW nella fase II, utilizza l'energia ter mica delle acque reflue trattate. Le acque reflue trattate sono pompate in scambiatori di calore a piastre a valle dell'IDA, in un edificio tecnico separato. L'energia termica presa dalle acque reflue viene poi trasportata agli utenti finali attraverso una rete sotterranea di tubi isolati. Agli utenti finali, l'energia termica delle acque reflue trattate viene portata a un livello di temperatura più alto (circa 55-65 °C) per mezzo di pompe di calore per il riscaldamento e l'acqua calda per i nuovi edifi ci; per gli edifici più vecchi vi è un supporto con caldaia a gas naturale. In questo processo di recupero del calore, il 60-70% dell'energia fornita proviene dalle acque reflue trattate, men tre il restante 30-40% è coperto da elettricità in gran parte rin novabile, che alimenta le pompe di calore, e dal gas naturale. Calore dall'acqua potabile I servizi d'approvvigionamento idrico svolgono un ruolo essenziale nel fornire acqua potabile alla popolazio

Utenza riscaldamento

Data Center

Circuito di riscaldamento

ne, ma possono anche giocare un ruolo nella produzione di energia locale e decarbonizzata. Le centrali che generano elettricità nel sistema idrico quando le differenze di altitudi ne lo permettono sono un esempio relativamente noto. Ma un potenziale ancora più importante sta nel calore conte nuto nell'acqua. L'uso del calore dalle stazioni di pompag gio dell'acqua sotterranea o direttamente dalle condotte dell'acqua potabile rende possibile l'approvvigionamento di intere aree residenziali tramite reti termiche. L'acqua po tabile, che è intorno ai 10-12 °C anche in inverno, può essere usata in modo efficiente per il riscaldamento usando pom pe di calore. I responsabili dell'Azienda Multiservizi Bellinzona (AMB) hanno colto tale opportunità quando si è trattato di dismettere i pozzi di captazione delle acque sotterranee nel cuore della città di Bellinzona. Da novembre 2019, grazie all'utilizzo del calore di queste stazioni di pompaggio, diver si edifici pubblici nei dintorni sono stati alimentati da una rete termica.3 L'idea non è nuova: a Münsingen, il calore del le tubature dell'acqua potabile, delle captazioni di acqua sotterranea e delle acque reflue dell'impianto di depurazio ne è utilizzato da più di 20 anni per alimentare la rete ter mica. Ancora oggi, gli impianti funzionano perfettamente, i servizi municipali stanno generando entrate aggiuntive e la fornitura di calore è sicura, CO2 neutrale e poco costosa.

Utenza raffrescamento

Circuito di refrigerazione Centrale termica Cooperativa Elektra Baselland (EBL)

2 Funzionamento della rete energetica di Airport City con utilizzo del calore residuo del data center di Opfikon e Rümlang. Fonte EBL

RE TI TERMICHE 23 Rete raffrescamento

Immissione nella Thièle

Rete riscaldamento

Centrale termica Serbatoio 140 m3

Stazione di pompaggio

Lago di Bienne

Caldaia di carico di picco 1–3

3 Schema di principio della rete termica ad acqua di lago, sostenuta finanziariamente dalla Fondazione KliK. Fonte Energie Service Biel/Bienne

Calore industriale Molti processi industriali emettono calore residuo che non viene recuperato. Anche questa è una fonte di energia da considerare. Per esempio, i centri di calcolo consumano molta energia: secondo un nuovo studio dell'UFE, rappre sentano il 3.6% del consumo totale di elettricità in Svizzera, e la tendenza è in aumento. Il previsto centro informatico a Beringen-SH è un esempio impressionante. Una volta com pletato, consumerà 350 GWh di elettricità all'anno, che cor risponde a ¾ del consumo totale di elettricità del Cantone di Sciaffusa. Una parte considerevole del consumo di elettrici tà di un centro informatico genera calore residuo. Con il loro calore, i centri di calcolo offrono un'enorme fonte di calore. Possono essere collegati a reti termiche che forniscono ca lore a grandi aree residenziali. Questo può essere illustrato dall'esempio del centro informatico di Opfikon e Rümlang, che in futuro rifornirà la circostante area residenziale densa mente edificata con grandi consumatori di caldo e di freddo. La scelta di questo sito ha permesso di creare le condizioni per l'utilizzo di una parte considerevole del calore residuo attraverso l'Energieverbund Airport City, di cui EBL (Genos senschaft Elektra Baselland) è il promotore. La rete dovreb be arrivare a coprire un fabbisogno di caldo di 18.5 MW e uno di freddo di 14.8 MW, e di risparmiare 15'000 tonnellate di CO2 annue.4 Inoltre, la rete termica permette di restituire acqua fredda al centro di calcolo, rendendo il raffreddamento del centro di calcolo più efficiente ed ecologico. Il calore residuo è fornito gratuitamente da InterXion. Acqua del lago Le risorse di calore nei laghi e nei fiumi svizzeri supe rano di gran lunga la domanda – con l'eccezione delle aree densamente popolate intorno ai laghi di Zurigo e Bienne. Secondo uno studio dell'EAWAG,5 il potenziale dei laghi e dei fiumi svizzeri è notevole. Riuscire a recuperare anche solo la metà della domanda stimata, da un lago o da un fiu me vicino equivale a circa il 40% del fabbisogno di raffred damento e riscaldamento della Svizzera. L'impatto ecologi co sull'acqua è stato studiato nel caso del lago di Costanza. I ricercatori stimano che un raffreddamento di 0.5 °C o un riscaldamento di 0.2 °C non dovrebbero avere un impatto negativo sugli ecosistemi.6 Con il suo potenziale di circa 10'000 terajoule (TJ) per il riscaldamento e circa 2'300 TJ per il raffreddamento, il

Pompe termiche 1–4

Prese d‘acqua a lago

-20m -30m

lago di Bienne è un'importante fonte di energia per l'omo nima città. Il progetto della rete termica del lago di Bienne è la prima valorizzazione dell'acqua del lago di questa tipolo gia nel Cantone di Berna. Secondo la pianificazione ener getica locale, la fornitura di energia rinnovabile sul terri torio è di grande interesse generale. Nel novembre 2019, il Consiglio esecutivo ha concesso a ESB la licenza richiesta per lo sfruttamento idrico. ESB ha iniziato la costruzione della rete termica nella primavera del 2021. Le prime forni ture di energia sono previste per l'autunno 2022.7 L'energia è fornita al circuito intermedio attraverso grandi scambiatori di calore a piastre. Il freddo è quindi distribuito agli utenti finali dal circuito intermedio. Per ot tenere energia per il riscaldamento, il circuito intermedio passa attraverso la centrale di riscaldamento. Qui sono in stallate tre pompe di calore con una capacità di circa 1'400 kW ciascuna. Queste da un lato alimentano la rete termica con il calore dell'acqua del lago, e dall'altro con gli scarti termici una rete di teleraffreddamento. Per assicurare una corretta mescolanza dell'acqua usata e per soddisfare i re quisiti ecologici, l'acqua viene immessa direttamente nel fiume Thièle. Le moderne ed efficienti caldaie sono utilizzate nella centrale termica per coprire i carichi di punta a temperatu re esterne molto basse e come misura di sicurezza durante ┌

Sussidi della fondazione per la protezione del clima e la compensazione di CO2 KliK Fino al 2030 compreso, la Fondazione KliK sosterrà i gestori di reti termiche che utilizzano energia da fonti rinnovabili con 100 CHF per ogni tonnellata di CO2 ridotta. Il prerequisito per questo è che la costruzione, l'estensione o la conversione della rete termica non sia stata ancora iniziata e che le fonti di energia siano tra le seguenti: - scarichi di acqua termale (acqua sotterranea, di lago o di fiume, acqua potabile) - scarico termico da acque reflue - scarichi termici industriali - impianti di incenerimento dei rifiuti urbani (IIRU) - biomassa

www.teleriscaldamento.klik.ch/ calcolatore-di-sussidi La procedura di richiesta online è semplice: - esame della domanda: 2-3 settimane - gratuito: validazione e verifica - sussidi previsti: da determinare con il calcolatore di sussidi Contatto e informazioni waermeverbuende@neosys.ch www.teleriscaldamento.klik.ch

RE TI TERMICHE 24

i momenti di manutenzione. Grazie a questo concetto, le emissioni di CO2 dovrebbero essere ridotte dell'80% rispet to al loro livello attuale, equivalente a una riduzione annua le di circa 4'800 t di CO2 una volta che la rete avrà raggiunto la sua estensione finale. Acque sotterranee La EWD Elektrizitätswerk Davos AG (EWD AG) è re sponsabile dell'approvvigionamento elettrico del Comune di Davos. Nell'ambito della sua strategia aziendale, la EWD AG gestisce diverse reti termiche e singoli impianti di calo re in contracting. L'obiettivo è quello di produrre calore in modo ecologico. Dal 2016, l'azienda gestisce la prima rete termica a Davos, che sarà progressivamente estesa. EWD AG utilizza acqua sotterranea a 452 metri di pro fondità. L'acqua sotterranea è sotto pressione similmente a un geyser, questo si verifica quando uno strato di roccia contenente acqua è sigillato verso l'alto da uno strato di roccia impermeabile e la struttura geologica dell'acqui fero permette la creazione di una pressione idrostatica. Il vantaggio è che l'acqua sotterranea non deve essere fati cosamente pompata verso l'alto, tuttavia la progettazione e la realizzazione di un tale progetto richiede una grande competenza. L'acqua sotterranea necessaria per il riscal damento viene raccolta a una temperatura di circa 8-10 °C e portata alla temperatura richiesta da pompe di calore a 50 m di distanza nella centrale termica situata presso la scuola secondaria.8 Dalla pianificazione energetica alla fornitura di calore La pianificazione energetica gioca un ruolo impor tante nell'identificare tutte le fonti disponibili, di cui alcuni esempi sono presentati in questo articolo. È compito dei Co muni, e in alcuni Cantoni anche un obbligo, elaborare que sta pianificazione energetica. L'obiettivo è quello di stimare i bisogni attuali e futuri e di identificare le fonti di energia e il loro potenziale. Inoltre, questa pianificazione permette di identificare le zone in cui una rete termica è interessante, quando la densità termica dei bisogni è sufficiente. In que sto contesto, la priorità è data all'uso di fonti energetiche non trasportabili ad alta temperatura (calore residuo degli IIRU o dell'industria), seguito da fonti energetiche non trasportabili

a bassa temperatura (acque reflue, acqua di lago e di falda) e solo per ultimo da fonti energetiche non legate al sito (suolo, sole, aria e legno ecc.). Lo sviluppo di piani locali di approvvigionamento energetico è un primo passo importante per la sicurezza degli investimenti dei gestori di reti termiche, soprattutto se identifica le aree prioritarie per le reti. È anche importan te che i Comuni sostengano attivamente l'esecuzione o l'at tuazione della pianificazione energetica. Nel caso di nuove reti, commissionando i primi studi di fattibilità, possono avviare attivamente progetti di reti termiche e riunire i de cisori: operatori di infrastrutture o industrie come poten ziali fornitori di calore e futuri consumatori. I comuni pos sono impegnarsi attivamente nella realizzazione di reti, specialmente quando sono coinvolti i loro edifici comunali. Ma questa fase di pianificazione è importante anche nelle città e nei Comuni in cui esiste già una rete, poiché può es sere sicuramente densificata, estesa e decarbonizzata ag giungendo fonti di energia rinnovabile precedentemente inutilizzate. Questa pianificazione energetica aiuta a identificare i potenziali progetti che dovrebbero essere discussi in una fase iniziale con i decisori chiave. Inoltre, può essere impor tante in questa fase informarsi sui possibili sostegni finan ziari e annunciare un'idea di progetto. Questo non implica nessun impegno e permette di evitare che l'annuncio del progetto sia fatto troppo tardi. Il secondo passo è quello di realizzare uno studio di fat tibilità tecnico-economico per definire il miglior mix energe tico e stimare il prezzo del calore. In questa fase è utile coin volgere i principali clienti finali e valutare le loro esigenze di calore e di freddo. Per i Comuni, è importante chiarire come gli obiettivi di riduzione di CO2 o di combustibili fossili sa ranno raggiunti secondo le linee guida federali, così come la questione dello smantellamento della rete del gas. Se lo studio di fattibilità mostra un potenziale interes sante, si tratta di trovare un'organizzazione adatta o un pro motore per realizzare il progetto. È anche possibile utilizzare un contractor. In questo contesto, una discussione aperta tra Comuni, imprenditori o potenziali investitori spesso rag giunge l'obiettivo. I passi per ottenere le sovvenzioni dovreb bero essere fatti al più tardi in questa fase, prima di fare i pri mi investimenti (vedi box p. 23).

4 Immagine dallo studio pilota sul potenziale dell'acqua di falda a Münsingen. Fonte Geotest AG

Prospettive future La rete termica del futuro sarà probabilmente molto diversa dal modello tradizionale. In effetti, per permette re un migliore utilizzo delle fonti di energia rinnovabile e la fornitura su più larga scala di energia decarbonizzata, sarà necessario adattare le reti termiche. Prima di tutto, la digi talizzazione gioca un ruolo importante. Da un lato, permet te l'analisi e l'ottimizzazione del funzionamento della rete, e dall'altro facilita la gestione e la regolazione di questi im pianti, che stanno diventando più complessi. La chiave per la decarbonizzazione sta nell'accumulo di fonti di energia rinnovabile più discontinue e nell'integrazione di capacità di stoccaggio. È quindi necessario essere in grado di reagire rapidamente e in modo ottimizzato in tempi brevi. Inoltre, la crescente densificazione urbana e il futuro aumento della domanda di raffreddamento aumentano ul teriormente il potenziale delle reti termiche, specialmente per quelle che operano a basse temperature. Queste tem perature più basse sono anche un vantaggio per l'uso di energie rinnovabili e di calore residuo. Permettono inoltre di risparmiare energia, di integrare fonti rinnovabili a bassa temperatura e infine di adattarsi all'evoluzione dei fabbiso gni degli edifici. In effetti, è probabile che le proporzioni tra i fabbisogni di riscaldamento e di raffreddamento cambino in modo significativo. Le reti termiche devono infine diventare più flessibili: per essere in grado di utilizzare la fonte di energia giusta al momento giusto e per attenuare i picchi di consumo, è impor tante integrare maggiori capacità di stoccaggio nelle reti. Il progetto europeo RES-DHC mira a promuovere la de carbonizzazione delle reti termiche. Diverse misure sono pre viste in Svizzera e il progetto permetterà anche la raccolta di buone pratiche in Svizzera e in Europa. (maggiori informazio ni: www.res-dhc.com) Conclusioni La decarbonizzazione e la rilocalizzazione del nostro approvvigionamento di calore devono essere una priorità, dato che in questo settore siamo ancora molto dipendenti dai combustibili fossili importati. Questo nonostante il fatto che molte fonti di energia, di cui alcuni esempi sono citati in questo articolo, sono disponibili nelle vicinanze e a volte di sperse a causa della non conoscenza del loro potenziale. Le reti termiche permettono di utilizzare queste fonti di ener gia, dando così un contributo essenziale al raggiungimento degli obiettivi della strategia energetica in Svizzera.

Die Rolle der Wärmenetze für die Dekarbonisierung Die Hälfte des Endenergieverbrauchs in der Schweiz ist mit Wärmebedarf von Gebäuden verbunden. Gemäss der Wärme Initiative Schweiz (WIS) ist die Energiewende ein konkretes Ziel, dessen Erreichen jedoch den notwendigen Verzicht auf fossile Wärmeenergiequellen voraussetzt: Der flächendeckende Einsatz von Wärmenetzen ermöglicht eine intelligente und ausgewogene Nutzung lokaler Energiequellen und bietet die Möglichkeit, die Energiewende im Heizungssektor mit einfachen und wirksamen Lösungen relativ rasch zu realisieren. Neben den bewährten städtischen Netzen, die mit Abwärme aus kommunalen Kehrichtverwertungsanlagen (KVA) gespeist werden, gibt es eine Reihe möglicher Quellen lokaler Restwärme, die für die Versorgung kleiner Gemeinschaften genutzt werden kann: Neben Holz ist Wasser der interessanteste Entwicklungsrichtung. Eine Reihe von Beispielen verdeutlicht das Energiepotenzial bestimmter Infrastrukturen, deren Wärme, wenn sie nicht genutzt wird, unweigerlich verloren geht: Abwasserreinigungsanlagen (ARA) können eine beträchtliche Rückgewinnung von Wärmeenergie ermöglichen; die Nutzung der Wärme von Pumpstationen der Wasserversorgung oder der Abwärme zahlreicher industrieller Verfahren stellen bedeutende Ressourcen für die Beheizung ganzer Wohngebiete dar. Das Potenzial von Seen und Flüssen ist, ebenso wie das des Grundwassers, beträchtlich (wenngleich schwieriger zu erschliessen) und stellt eine noch nicht voll ausgeschöpfte Ressource dar. Neben der Identifizierung möglicher Quellen ist jedoch eine strenge und sorgfältige Energieplanung erforderlich, die einen lokalen Versorgungsplan, technisch-wirtschaftliche Machbarkeitsstudien und schließlich die Umsetzung neuer und bestehender Infrastrukturen umfasst: Die Gemeinden spielen eine Schlüsselrolle bei der strategischen Definition der Wärmenetze der Zukunft, die notwendigerweise angepasst werden müssen, um eine bessere Nutzung erneuerbarer Energiequellen und die Versorgung mit kohlenstofffreier Energie in größerem Umfang zu ermöglichen.

Note: 1. M. Jakob et al., Erneuerbare und CO2-freie Wärmeversorgung Schweiz, rapporto finale di TEP Energy GmbH in collaborazione con Ecoplan, commissionato da AEE Suisse e da ICS Iniziativa Calore Svizzera, Zürich 2020. Disponibile anche su: www.aeesuisse.ch. 2. J. Grelot et al., Les eaux usées comme élément clé de la stratégie énergétique, «Aqua & Gas», 2021, n. 5. 3. E. Müller et al., Trinkwasser ist auch eine Energiequelle, «Aqua & Gas», 2020, n. 1. 4. E. A. Müller, M. Vogelsanger, Rechenzentren – riesige Abwärmequellen als Chance für Wärmeverbünde, «Aqua & Gas», 2022, n. 5. 5. A. Gaudard et al., Thermische Nutzung von Seen und Flüssen – Potenzial der Schweizer Oberflächengewässer, «Aqua & Gas», 2018, n. 2. 6. A. Gaudard et al., Utilisation thermique des eaux superficielles – Aperçu des éventuels impacts physiques et écologiques, «Aqua & Gas», 2017, n. 3. 7. M. Vogelsanger, Valorisation thermique de l'eau du lac de Bienne, «Aqua&Gas», 2022, n. 2. 8. www.waermeverbuende.klik.ch/aktuell/publikationen/waermeverbund-waerme-aus-dem-grundwasser-fuer-davos.

RE TI TERMICHE 25

Poi arriva la fase di pianificazione e implementazione. L'implementazione dell'infrastruttura per fornire il calore è spesso considerata dispendiosa in termini di tempo, poiché le strade devono essere aperte per posare i tubi e questo comporta un lavoro esteso. Se possibile, questo dovrebbe essere coordinato con altri lavori, come il risanamento del la rete idrica. Inoltre, per i futuri clienti che hanno bisogno di cambiare rapidamente il loro sistema di riscaldamento, possono essere offerte soluzioni temporanee per evitare loro di installare, nel frattempo, una soluzione individuale. Nono stante il tempo di implementazione relativamente lungo, la rete termica può certamente decarbonizzare la fornitura di energia termica di un Comune molto più velocemente che aspettare che ogni proprietario ristrutturi il proprio edificio.

RE TI TERMICHE 26

Evoluzione del teleriscaldamento e opportunità future Marco Belliardi*, Nerio Cereghetti** *Ricercatore SUPSI, **Ricercatore-senior SUPSI

Metodi di classificazione del teleriscaldamento Il teleriscaldamento è una tecnologia al giorno d'oggi matura, apparsa già nel 1920 e che ha potuto ampiamente svilupparsi ed evolversi nel corso degli anni, raggiungendo maggiori efficienze e uso di materiali e componenti migliori.1 I siste mi attualmente in funzione in tutta Europa presentano caratteristiche differenti in termini di tecnologie, risorse energetiche e ambiente costruito. 2 Esistono sostanzialmente due principali metodi di classificazione per il teleriscaldamento. Il primo metodo3 fa riferimento al sistema di teleriscaldamen to danese e considera soprattutto il periodo di massima diffusione e la maturità tecnologica del sistema, e secondariamente le temperature operative, le tecnolo gie e la relazione con la prestazione energetica degli edifici serviti. Secondo tale metodo, i sistemi di teleriscaldamento possono essere suddivisi in quattro gene razioni (1GDH, 2GDH, 3GDH, 4GDH), tenendo conto dell'ordine cronologico d'appa rizione e delle caratteristiche sopracitate (fig. 1). Grazie agli sviluppi tecnologici e alla possibilità di sfruttare temperature di distribuzione sempre più basse, le reti di teleriscaldamento possono operare a temperature anche inferiori ai 30 °C, gene ralmente definite di quinta generazione (5GDHC). Queste reti necessitano quasi sempre di pompe di calore installate nei singoli edifici. La bassa temperatura della rete può essere garantita sfruttando eccessi industriali e urbani, differenti fonti di calore rinnovabili e il calore ambiente naturalmente presente in natura.4 Il secondo metodo di classificazione, studiato e sviluppato in Svizzera, defi nisce i sistemi di teleriscaldamento in base alle loro componenti tecnologiche, alla morfologia e alla configurazione della rete, al bilancio energetico (flussi di calore in entrata e in uscita della rete) e all'uso finale negli edifici.5 In questo caso le reti sono suddivise in quattro classi (1C-HT, 2C-LT, 3C-LT, 4C-LT) di cui solo la prima opera ad alta temperatura, mentre le altre sfruttano calore al di sotto dei 60-70 °C. Seppur diversi tra loro, i due modelli sono complementari. Tenendo conto della configurazione tecnologica e delle temperature operative della rete, il me todo di classificazione svizzero si sovrappone ai sistemi di terza, quarta e quinta generazione del modello danese (fig. 1). Trattandosi di reti ad alta temperatura, la prima classe e la terza generazione si corrispondono, con divergenze tecniche marginali. Per le reti a bassa temperatura, la seconda e la terza classe rientrano nella quarta generazione a dipendenza delle componenti tecniche presenti negli

1C – HT

2C – LT

3C – LT

Riscaldamento

4C – LT

Raffreddamento

Config. bsata sullo schema di generazione

T S_DH 100 [°C] 90

1 Confronto dei due metodi di classificazione in termini di configurazione tecnologica e temperature operative della rete. Fonte Caputo et al., 2020

80 70 60 50 40 30 20 10 0

Acqua calda sanitaria Biomassa Carburanti fossili Calore industriale di scarto Impianto di raffreddamento Pompe di calore decentralizzate RES Power to heat Scambiatori di calore

80 70 60 50 40 30 20 10 0

3GDH

4GDH Teleraffreddamento

5GDH

Config. basata sulla temperatura di mandata e mod. di funzionamento

Macchina frigorifera 100

Pompa di calore AT – Rete ad alta temperatura (>70°C) MT– Rete a media temperatura (20-70°C) LT – Rete a bassa temperatura (<20°C) Energia solare Geotermia Cogenerazione Sistemi di controllo avanzati Reti di teleriscaldamento bidirezionali (p.e. supermercati)

N° impianti totale 900

675

450

225

2018

2015

2012

2009

2006

2003

2000

1997

1994

1991

1988

1985

1979

1976

1973

1982

0 1970

2 Impianti di teleriscaldamento in Svizzera in base all'anno di messa in funzione, 19702020. Fonte SUPSI sulla base dei dati raccolti

N° impianti totale 30

3 Impianti di teleriscaldamento in Ticino in base all'anno di messa in funzione, 19902020. Fonte SUPSI sulla base dei dati raccolti

edifici, mentre la quarta classe corrisponde alla quinta ge nerazione. Con temperature operative più basse, i sistemi 2C-LT, 3C-LT e 4C-LT e, rispettivamente, 4GDH e 5GDHC, portano diversi vantaggi in termini di sostenibilità: maggiore effi cienza energetica, diminuzione delle perdite di rete, mag giore utilizzo del calore di scarto, integrazione di fonti di energia rinnovabile, possibilità di integrazione nel sistema energetico locale.6 Impianti di teleriscaldamento in Svizzera In Svizzera, il riscaldamento degli spazi abitati corri sponde al 71% del consumo energetico finale negli edifici, di cui il 42% proveniente da prodotti petroliferi, il 27% dal gas naturale e solo il 3% dal teleriscaldamento.7 La decar bonizzazione dei sistemi di riscaldamento è un elemento chiave per il raggiungimento degli obiettivi della Strategia energetica 2050, secondo la quale il teleriscaldamento do vrebbe arrivare a coprire almeno il 40% del consumo termi co, tenendo conto della riduzione del fabbisogno dovuta al risanamento degli edifici.8 Probabilmente, questa tendenza coinvolgerà anche i sistemi di raffreddamento, dato il loro vasto potenziale non sfruttato.9 Naturalmente, stime e obiettivi devono essere adattati alle condizioni territoriali locali. A partire dal 2019, i dati delle reti di teleriscaldamen to in Svizzera sono stati messi a disposizione dalla Confe derazione sulla base delle informazioni fornite dai gestori degli impianti, per documentarne lo stato attuale. Secondo tali geodati, a dicembre 2020 in Svizzera erano in funzione 1'044 impianti di teleriscaldamento. A dimostrazione di un

2020

2018

2016

2014

2012

2010

2008

2006

2004

2002

2000

1998

1996

1994

1992

1990

recente interesse per questa tecnologia, negli ultimi dieci anni il numero di impianti è più che raddoppiato, con picchi nella comparsa di nuove strutture tra il 2012 e il 2014 (fig. 2). In Svizzera, le reti di teleriscaldamento hanno dimen sioni molto ridotte; infatti, la metà di esse ha potenze termi che inferiori a 1 MW. Si tratta di un caso particolare carat terizzato da piccoli impianti densamente distribuiti su un territorio scarsamente popolato. Al 2020, la termovalorizzazione rappresenta la fonte principale dal calore di uso finale (52%), seguita dalle bioe nergie (29%), dalla geotermia (8%), dal gas naturale (7%) e da altre fonti marginali. Nei quartieri e nelle piccole città si è re centemente osservato un aumento dell'alimentazione a bio energie. In parallelo, l'evoluzione tecnologica ha portato a un aumento delle pompe di calore collegate alla rete energetica. 4 Fonti di energia per il teleriscaldamento in Svizzera, 2020. Fonte SUPSI sulla base dei dati di UFE e Swisstopo (2021) Fonti di energia per il teleriscaldamento tot: 8'066 GWh Termovalorizzazione

51.5%

Biomasse

29.2%

Energia geotermica

7.5%

Gas naturale

6.8%

Calore residuo industriale

2.8%

Nucleare

1.3%

Diesel e olio combustibile

0.4%

Altro

0.4%

RE TI TERMICHE 27

N° impianti/anno 80

RE TI TERMICHE 28

Impianti di teleriscaldamento in Ticino In Ticino sono attualmente operativi 26 impianti di teleriscaldamento, numero che è aumentato in particolare nell'ultimo decennio (fig. 3). L'andamento crescente è stato caratterizzato da due picchi di nuovi impianti, rispettiva mente nel 2016 e nel 2018. In entrambi i casi, 5 nuovi impianti sono stati messi in funzione. Ad oggi, quasi tutte le reti di te leriscaldamento hanno temperature di distribuzione supe riori agli 80 °C. Si tratta quindi di sistemi ad alta temperatura di tipo 3GDH o 1C-HT. Per quel che concerne la distribuzione sul territorio (fig. 6), gli impianti si trovano soprattutto tra il Locarnese, Bellinzonese e Mendrisiotto. A livello di potenza installata la rete situata a Giubiasco è di gran lunga superiore alle al tre, con 28'000 kW derivanti interamente dal vettore energe tico principale, ossia i rifiuti. Si tratta della rete TERIS, il cui caso sarà approfondito più avanti. Anche gli impianti di Lo sone e Biasca sono piuttosto grandi, con potenze rispettive di 7'600 kW e 5'600 kW e caratterizzati in entrambi i casi da una combinazione di cippato e olio combustibile. Nelle vici nanze sono poi presenti altri impianti di teleriscaldamento con potenza inferiore ai 5'000 kW. Le altre reti minori, tutte con potenze inferiori ai 5'000 kW, sono più isolate geografi camente. Sebbene tali reti siano per lo più alimentate a cip pato, vi sono casi specifici in cui il vettore energetico è il gas accoppiato alla cogenerazione, ovvero quelli di Lugano (Mo lino Nuovo e Viganello) e Chiasso.

Il teleriscaldamento di Caslano Nel 2016 l'Istituto sostenibilità applicato all'ambiente costruito della SUPSI, su mandato di AIL SA, ha effettuato una valutazione per l'intero comprensorio dell'azienda di servizi energetici stimando i fabbisogni termici dell'edifica to esistente. Questi fabbisogni hanno permesso di calcolare i valori di densità di fabbisogno termico e quindi individua re le zone maggiormente interessanti per l'installazione di impianti di teleriscaldamento. Tra queste porzioni di territo rio, la zona di Caslano ha mostrato valori di densità termica interessanti per la realizzazione di una rete termica. A par tire da questa analisi è stata avviata in poco tempo la fase di progettazione, per poi arrivare all'inaugurazione dell'im pianto nel 2018. Da alcuni anni il portale geo.admin.ch della Confedera zione mette a disposizione gratuitamente le mappe di densità termica relative all'intero territorio svizzero. La fig. 5 mostra la densità di fabbisogno termico stimata della zona di Caslano, comprensiva di edifici residenziali abitativi e industrie, sul la quale è stata anche raffigurata la posizione della centrale termica installata e la relativa rete di distribuzione del calo re. Inizialmente la rete si estendeva per circa 3 km, fornendo il riscaldamento a più di cinquanta utenti, tra cui gli asili e le scuole elementari del Comune, le scuole medie, le aziende e gli edifici privati come case unifamiliari e condomini. Alla caldaia esistente, con una potenza termica di 1.2 MW, è stata poi affiancata nel 2020 una seconda caldaia da

Domanda calore/freddo 0-300 MWh/a

301-500 MWh/a

501-1000 MWh/a

1001-3000 MWh/a

3001-10000 MWh/a

>10000 MWh/a

5 Vista della densità di fabbisogno termico di Caslano e dintorni, della centrale di teleriscaldamento (pallino verde) e la relativa rete di distribuzione del calore (linee verdi). Fonte Portale geo.admin.ch e AIL SA

680’000

690’000

700’000

710’000

720’000

730’000

740’000

160’000

6 Distribuzione reti di teleriscaldamento in Ticino, 2020. Fonte SUPSI sulla base dei dati raccolti AIROLO

BLENIO

AIROLO

FAIDO

140’000

150’000

QUINTO

LAVIZZARA

BIASCA

130’000 120’000

120’000

130’000

BIASCA

BELLINZONA MONTE CARASSO

CENTOVALLI LOCARNO

LOCARNO

GIUBIASCO

100’000

110’000

MONTECENERI

110’000

LOSONE

GORDOLA

PORZA NOVAGGIO

LUGANO

Gas

CROGLIO CASLANO

Gas (cogenerazione) LUGANO

90’000

Vettore energetico principale Legna (cippato)

LUGANO

Calore ambientale (acqua) Rifiuti

Potenza caldaia (kW)

CHIASSO CHIASSO

80’000

100 - 500 COLDRERIO

500 - 1500 1500 - 5000 > 5000

Reti di teleriscaldamento in Ticino nel 2019700’000 Legenda 670’000 680’000 690’000 710’000 720’000 730’000 740’000 Vettore energetico principale e potenza della caldaia 2.4 MW, espandendo così ulteriormente la rete di teleriscalda forestale,Potenza l'uso caldaia del legno Vettore energetico ne principale (kW) come combustione per la produ mento per arrivare agli attuali circa 7 km di lunghezza. AlLegna mo(cippato) zione energetica100 si -può 500 considerare neutro dal punto di vista Gas mento circa 60 clienti, principalmente privati, possono quindi delle emissioni di 500 CO - 15002, oltre ad essere una fonte energetica Gas (cogenerazione) beneficiare del calore prodotto da un'unica centrale termica indigena e rinnovabile, 1500 - 5000 disponibile in modo ben distribuito Calore ambientale (acqua) per il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria. sul territorio e funzionale alla politica climatica della Svizze > 5000 Rifiuti Come tanti altri esempi in Ticino, l'impianto di Caslano è ra e alla volontà di ridurre la nostra dipendenza da energie alimentato a cippato. La crescita del numero di reti di teleri inquinanti e provenienti dall'estero. scaldamento installate in Ticino avvenuta negli ultimi venti anni è infatti molto legata alla valorizzazione di biomassa le Pozzo e teleriscaldamento a Bellinzona gnosa, più precisamente all'uso del cippato, grazie anche al A Bellinzona è presente una rete di teleriscaldamento, massiccio piano di incentivazione cantonale. Questa forma primo caso in Ticino, che permette di riconvertire e sfruttare di legno da energia trova impiego soprattutto in centrali ter termicamente un pozzo di captazione di acqua potabile pre miche di una certa potenza e taglia, che sono tanto più con cedentemente dismesso. correnziali quanto più calore possono produrre e distribuire, L'area in oggetto, in zona Stadio, è infatti caratterizza come ad esempio gli impianti di teleriscaldamento. ta dalla presenza di cinque pozzi di captazione dell'acqua In Ticino, dove il 53% della superficie è occupata da potabile, ormai inutilizzati, per i quali il Piano Cantonale boschi, ogni anno ricrescono 500'000 m3 di legna, mentre ne d'Approvvigionamento Idrico aveva previsto la dismissione vengono utilizzati circa 100'000 ogni anno. Nel PFC (Piano nel 2018. Il principio di funzionamento di questo impianto è Forestale Cantonale) viene ipotizzato un potenziale effetti quello di sfruttare, tramite due pompe di calore, l'acqua for vamente utilizzabile di circa 150'000 m3 all'anno: permane nita da un pozzo dismesso, con lo scopo di produrre energia quindi un interessante potenziale di crescita per questo vet termica e distribuirla ad alcuni stabili in prossimità. tore energetico, che oggi copre circa il 10% dei fabbisogni di Per questo motivo nel 2014 è stato elaborato uno stu calore del nostro Paese. Grazie alla sostenibilità della gestio dio per valutare la realizzazione di una centrale di teleriscal

RE TI TERMICHE 29

670’000

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damento ad acqua di falda per riscaldare 5 edifici nelle vi cinanze. L'esito ha definito che il progetto era meritevole di procedere con il finanziamento. Mediante le pompe di calore in centrale, la temperatu ra di produzione del calore è di 70 °C. La rete di teleriscalda mento trasporta questa acqua calda lungo una tratta attual mente di circa 650 m, distribuendo quindi calore ad alcune utenze vicine, tra cui la scuola, l'asilo, la palestra e lo stadio. Da novembre 2019 la rete di teleriscaldamento è stata messa in esercizio con successo iniziando a riscaldare gli stabili elencati in precedenza, permettendo così di rispar miare ben 160'000 litri di gasolio all'anno con una soluzione a zero emissioni. Il tipo di elettricità utilizzata per far funzionare una pompa di calore incide notevolmente sull'impatto ambien tale della produzione di calore. Consapevole di ciò, la città ha scelto di alimentare la centrale termica a pompa di calore con elettricità idroelettrica certificata tìacqua (energia rin novabile certificata prodotta con acque ticinesi). Una scelta che fa capo alla decisione presa da Bellinzona, già nel 2011, di coprire tutti i consumi elettrici di edifici e impianti comu nali, illuminazione pubblica inclusa, con elettricità rinnova bile certificata. Altri edifici, compresi quelli privati vicino alla rete di teleriscaldamento, hanno espresso interesse per un possibi le allacciamento e potrebbero essere collegati nei prossimi anni. AMB vuole ora sfruttare le esperienze positive accu mulate per lo sviluppo di ulteriori progetti riguardanti reti di riscaldamento. Quello appena descritto è da considerarsi un progetto pionieristico a livello cantonale, poiché è il primo a valorizza re energeticamente il calore ambiente attraverso dei pozzi di captazione di acqua potabile dismessi.

Note: 1. S. Werner, International review of district heating and cooling, «Energy», 2017, vol. 137, pp. 617-631. Online: doi.org/10.1016/j.energy.2017.04.045 2. M.A. Sayegh, J. Danielewicz, T. Nannou, M. Miniewicz, P. Jadwiszczak, K. Piekarska, H. Jouhara, Trends of European research and development in district heating technologies, «Renewable and Sustainable Energy Reviews», 2017, vol. 68, 2, pp. 1183-1192. Online: doi.org/10.1016/j.rser.2016.02.023 3. H. Lund, S. Werner, R. Wiltshire, S. Svendsen, J.E. Thorsen, F. Hvelplund, B.V. Mathiesen, 4th Generation District Heating and Cooling systems: integrating smart thermal grids into future sustainable energy systems, «Energy», 2014, vol. 68, pp. 1-11. Online: doi.org/10.1016/j.energy.2014.02.089 4. S. Buffa, M. Cozzini, M. D’Antonia, M. Baratieri, R. Fedrizzi, 5th Generation District Heating and Cooling systems: a review of existing cases in Europe, «Renewable and Sustainable Energy Reviews», 2019, vol. 104, pp. 504-522. Online: doi.org/10.1016/j. rser.2018.12.059 5. D. Hangartner, J. Ködel, S. Mennel, M. Sulzer, Grundlagen und Erläuterungen zu Thermischen

Die Entwicklung der Fernwärme und künftige Möglichkeiten Bei der Fernwärme handelt es sich um eine ausgereifte Technologie, die sich im Laufe der Jahre stark weiterentwickelt hat und immer effizienter wird. Die Systeme, die derzeit in Europa in Betrieb sind, unterscheiden sich in Bezug auf Technologie, Energieressourcen und bauliche Umgebung. Im Dezember 2020 waren in der Schweiz 1’044 Fernwärmeanlagen in Betrieb: In den letzten zehn Jahren hat sich die Zahl der Anlagen nach Angaben des Bundes mehr als verdoppelt, ist aber insgesamt eher klein geblieben. Die Hälfte der errichteten Wärmenetze hat eine thermische Leistung von weniger als 1 MW und besteht aus einem Netz kleiner Anlagen, die dicht über ein dünn besiedeltes Gebiet verteilt sind. Die wichtigste Quelle für Endverbrauchswärme ist die Abfallverbrennung (52%), gefolgt von Bioenergie (29%), geothermischer Energie (8%) und Erdgas (7%). Gegenwärtig sind im Tessin 26 Fernheizwerke in Betrieb, eine Zahl, die in den letzten zehn Jahren gestiegen ist: Fast alle Fernwärmenetze sind jedoch Hochtemperatursysteme vom Typ 3GDH oder 1C-HT mit Verteilungstemperaturen über 80°C. Die Umgebungen von Locarno und Bellinzona sowie das Mendrisiotto sind die wichtigsten Gebiete: Neben dem Netz von Giubiasco, dem ausgedehntesten des Kantons, gibt es die Anlagen von Losone und Biasca sowie weitere kleinere, geografisch isolierte Netze mit einer Leistung von weniger als 5000 kW. Fast alle Netze zeichnen sich durch die Verwendung von Holzbiomasse aus, genauer gesagt durch die Verwendung von Hackschnitzeln, die in einigen Fällen mit Heizöl kombiniert werden, während in Lugano (Molino Nuovo und Viganello) und Chiasso Gas in Verbindung mit Kraft-Wärme-Kopplung als Energiequelle genutzt wird. Holzhackschnitzel werden hauptsächlich in Wärmekraftwerken verwendet, die umso wettbewerbsfähiger sind, je mehr Wärme sie erzeugen und verteilen. Besonders interessant ist in diesem Zusammenhang die Gemeinde Caslano, deren Wärmedichtekartierung es ermöglicht hat, in kurzer Zeit ein Fernwärmenetz mit Holzhackschnitzeln zu errichten, an das mehr als sechzig Nutzer, darunter Schulgebäude, Unternehmen und Privathäuser, angeschlossen sind. Schliesslich ist Bellinzona zu erwähnen, wo das erste Fernwärmenetz im Tessin auf der Umnutzung eines stillgelegten Trinkwasserbrunnens beruht: ein Pionierprojekt für den Kanton, das es ermöglicht, eine Infrastruktur zu nutzen, die nicht mehr in Betrieb ist.

Netzen, Ufficio Federale dell’Energia UFE, 2018. Online: www.researchgate.net/publication/323784032_Grundlagen_und_Erlauterungen_zu_Thermischen_Netzen_Impressumorg/10.1016/j.rser.2018.12.059 A.R. Mazhar, S. Liu, A. Shukla, A state of art review on the district heating systems, «Renewable and Sustainable Energy Reviews», 2018, vol. 96, pp. 420-439. Online: doi.org/10.1016/j. rser.2018.08.005 L. Pampuri, M. Belliardi, A. Bettini, N. Cereghetti, I. Curto, P. Caputo, A method for mapping areas potentially suitable for district heating systems. An application to Canton Ticino (Switzerland), «Energy», 2019, vol. 189, pp. 1-15. Online: doi.org/10.1016/j. energy.2019.116297 Ufficio federale dell’energia, Monitoraggio strategia energetica 2050, Rapporto di monitoraggio integrale. Online: www.bfe.admin.ch/bfe/it/home/ approvvigionamento/statistiche-e-geodati/ monitoraggio-strategia-energetica-2050.html Ibidem.

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Coordinare necessità e risorse per ottimizzare la gestione dell'energia

Intervista a François Maréchal* Jacques Perret Ingegnere civile EPFL, Dr. ès sc. EPFL, corrispondente di TRACÉS

Le soluzioni energetiche del futuro devono assolutamente dimostrare di essere più rispettose dell'ambiente. Se è quindi appropriato favorire i processi rin novabili, il miglioramento del funzionamento dei sistemi energetici si scontra so prattutto con difficoltà legate alle nostre abitudini. Esploriamo alcune possibilità promettenti con François Maréchal, pro fessore del gruppo Ingénierie des procédés industriels et des systèmes énergétiques dell'EPFL Valais Wallis. TRACÉS: I suoi due interventi TEDx (www.tedxmartigny.com) affrontano le possibilità di stabilire un'autonomia energetica a livello di città, «Come rendere una città autosufficiente dal punto di vista energetico», o di Paese, «Come la Svizzera è diventata indipendente e neutrale». Su quali principi si basano le sue analisi sul nostro fabbisogno energetico futuro? François Maréchal: Innanzitutto, credo sia necessario ricordare che l'e nergia è un mezzo e non un fine in sé. La prima domanda da porsi è quindi perché, o meglio per cosa, abbiamo bisogno di energia. Attualmente è possibile suddividere il fabbisogno in tre categorie: gli edifici per circa la metà del fabbisogno energetico, i trasporti per un terzo e l'industria per la parte restante. Per gli edifici, l'obiettivo princi pale è garantire il comfort, soprattutto in termini di riscaldamento o raffreddamento, e la qualità dell'aria nei vari spazi. Il principio è quello di utilizzare tutto ciò che abbia mo a disposizione per garantire questa qualità, riducendo al minimo indispensabile l'apporto di energia nobile (combustibile o elettricità). Questo metodo è applicabile a diverse scale, a livello di stanza, edificio, quartiere, località o territorio. Nel caso di un edificio, è necessario capire il comportamento dei suoi abi tanti per garantire le condizioni di comfort richieste quando sono presenti, tenen do conto delle loro diverse situazioni: il comportamento di persone in pensione (presenti tutto il giorno) o attive (con esigenze concentrate all’inizio e alla fine della giornata) è molto diverso. Allo stesso modo, le fonti di energia rinnovabile solare ed eolica variano in base alle condizioni meteorologiche e non sono direttamente im magazzinabili. La gestione dell'energia consiste quindi nel coordinare le necessità e le risorse, non solo in termini di quantità ma anche di tempo, e nel generare siner gie tra i vicini, a diverse scale. A tal fine, è indispensabile conoscere molto bene le diverse capacità di stoccaggio disponibili, il loro funzionamento, e in particolare la loro reattività.

*François Maréchal ha studiato ingegneria chimica e ha conseguito un dottorato di ricerca presso l'Università di Liegi, in Belgio. È entrato a far parte dell'EPFL nel 2001 ed è titolare di una cattedra presso il campus Energypolis dell'EPFL Valais Wallis. Appassionato di utilizzo razionale dell'energia e di analisi sistemica, guida un team di ricercatori il cui obiettivo è contribuire alla progettazione dei sistemi energetici di domani.

1 Visione del gruppo di ricerca IPESE. Fonte IPESE

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Può farci qualche esempio concreto? Questo avviene, per esempio, quando il sistema fa fun zionare le pompe di calore con energia solare durante i perio di di bassa richiesta di elettricità. O fa in modo di evitare che le lavatrici funzionino quando le pompe di calore sono attive. E questo è possibile grazie alla raccolta di dati e all'uso dell'in telligenza artificiale. Per esempio, sulla base dei dati registra ti da un termostato intelligente e connesso, è possibile rileva re le abitudini degli abitanti e ottimizzare il funzionamento del sistema di conversione dell’energia. È anche necessario imparare a formulare in modo di verso alcune esigenze: non dire più «voglio fare il bucato a tale ora», ma «voglio che sia finito entro tale ora», lasciando così al sistema di gestione la libertà di decidere l'orario ottimale per far partire le lavatrici. Aumentando, in questo modo, la possi bilità di soddisfare tutte le richieste. Questi dati sul fabbisogno individuale devono poi es sere confrontati con l'energia disponibile a diversi livelli (edi ficio, quartiere, città ecc.). Partendo dai luoghi di produzione, dalle possibilità di stoccaggio e dalle capacità dei componen ti del sistema, l'intelligenza artificiale è in grado di ottimizzare il funzionamento per soddisfare al meglio la domanda. È pos sibile sfruttare una certa flessibilità da parte degli utenti, sa pendo, per esempio, che una differenza di temperatura di 1 °C non è immediatamente percepibile. Quali cambiamenti comportano questi nuovi concetti, nell'approccio dei professionisti dell’edilizia? Il metodo attuale utilizza uno stesso profilo di presenza per le persone in tutti gli edifici: applicandolo, si finisce siste maticamente per ottenere dei picchi che non hanno quasi nessun riscontro reale. È possibile, e necessario, utilizzare scenari più realistici, sapendo che è inutile investire nei picchi di ogni sottosistema affinché l’insieme funzioni. Ciò significa affrontare l'argomento con una visione pro babilistica, che può essere formulata come segue: l'installa zione di X pompe di calore prevede una probabilità sufficien te perché il sistema funzioni. Su questa base, il processo può essere diviso in due par ti: progettare un'infrastruttura di produzione e distribuzione sufficiente e, successivamente, attivare un sistema di gestio ne che permetta di utilizzarla al meglio. Per il riscaldamento, l'approccio tradizionale, basato esclusivamente sulla curva di riscaldamento delle caldaie, era piuttosto semplice. Quando ┌

Industrial Process and Energy Systems Engineering L'obiettivo del gruppo di ricerca IPESE è quello di sviluppare metodi e strumenti di ingegneria dei sistemi per l'analisi e la sintesi di processi termochimici efficienti e più sostenibili, concentrandosi nel riutilizzo e nella conversione efficiente dell’energia, nell’integrazione delle fonti rinnovabili e dei sistemi complessi, utilizzando: - Modellazione termo-economica-ambientale - Integrazione di processi e sistemi energetici Modellazione delle possibili interazioni nel sistema Integrazione dell’uso e della gestione di energia, acqua e rifiuti Integrazione delle energie rinnovabili - Ottimizzazione multi-obiettivo per il supporto alle decisioni Pareto termoeconomico e ambientale Valutazione dell’impatto ambientale del ciclo di vita - Comprensione dell’energetica di sistemi complessi Metodi e metriche termodinamiche per l’analisi e la progettazione dei sistemi Le attività dell'IPESE nel campo dei sistemi urbani riguardano l'integrazione su larga scala di sistemi energetici mediante reti (riscaldamento, raffrescamento, idrogeno, acqua, CO2, …), considerando contemporaneamente le risorse energetiche (rinnovabili) disponibili, i processi industriali e le esigenze degli edifici. L'estensione del confine di sistema per affrontare un'area geografica è una naturale evoluzione dell'applicazione di progettazione del sistema di processo.

Energia termica– caldo

le pompe di calore, l'accumulo di acqua calda, l'inerzia dell'e dificio e i pannelli solari entrano nell'equazione, tutto diventa più complicato. L'obiettivo non è quello di modificare la curva di riscaldamento, ma di informare il sistema che verosimil mente passerà una nuvola e che qualcuno probabilmente tornerà a casa tra un'ora. Grazie all’informatica, il sistema è in grado di assimilare queste informazioni e di fornire istruzioni di comando più realistiche. Quali sono, secondo lei, i principali ostacoli all'applicazione dei principi che sostiene? Esiste un problema di formazione degli attori che devono dimensionare, installare o finanziare questo tipo di infrastrut ture e il loro sistema di gestione: è indispensabile avere perso ne con un’adeguata formazione su queste nuove tecnologie. Come ingegnere, posso e devo affermare che le soluzioni esi stono. Sono in grado di definire le tecnologie giuste, dire come devono essere disposte e come devono funzionare. Per inve stire, bisogna trovare persone disponibili a finanziare queste attrezzature piuttosto che comprare petrolio: c'è una grande differenza tra dare i propri soldi per vincolarli in infrastrutture e darli invece a qualcuno che ha già investito per sfruttare le ri sorse. Per quanto riguarda la capacità di costruire sistemi, ser vono architetti che sappiano integrare la progettazione ener getica nel loro progetto. Servono poi dei muratori che sappiano ristrutturare le case dal punto di vista energetico, evitando i ponti termici e lasciando respirare la struttura; degli installa tori che conoscano le pompe di calore, i movimenti dell'aria, la distribuzione e i metodi di conversione dell'energia; degli elet tricisti che conoscano gli obiettivi dei sistemi di gestione che stanno realizzando. In sintesi, tutti i soggetti coinvolti devono avere una conoscenza completa del sistema che installano. Avevamo previsto la creazione di una start-up di assistenza alle ristrutturazioni, ma non abbiamo trovato un mercato: sembra va che le aziende non trovassero un numero sufficiente di pro fessionisti preparati per mettere in piedi questo tipo di sistema. E noto con rammarico che mancano ancora delle opportunità di formazione. In realtà, l'ostacolo principale è la mancanza di risultati concreti che possano servire da esempio di fattibilità e incoraggiare un cambiamento di approccio. Stiamo sperimentando qualcosa di simile con l'utilizzo di CO2 per il trasferimento del calore o del freddo nelle città. La CO2 presenta una serie di vantaggi rispetto all'acqua, ma non vi è una dimostrazione. Cercheremo di porre rimedio a questa situazione dotando tre edifici dell'HES-SO (Alta Scuo la Specializzata della Svizzera Occidentale – Vallese) a Sion di un sistema di questo tipo. Immagino che se una norma SIA descrivesse il processo d’installazione di una rete di CO2, è probabile che – sentendosi «protetti» dalla norma – tutti accet terebbero di farlo. Ma credo che la vera ragione di questa inat tività sia dovuta alla natura innovativa e non ben conosciuta di questo approccio.

Potenziale dei laghi Lakes potential Potenziale dei fiumi Rivers potential Domanda Demand

2 Negli schemi il potenziale di laghi e fiumi per il prelievo e l'immissione di calore. Fonte EAWAG (Istituto per la Ricerca sulle Acque nel Settore dei Politecnici Federali)

ThermalEnergia energy termica 1 PJ/anno PJ/yr 5 PJ/anno PJ/yr 10 PJ/anno PJ/yr 50 PJ/anno PJ/yr 100 PJ/anno PJ/yr

Quali strumenti abbiamo a disposizione per promuovere una maggiore consapevolezza degli aspetti energetici nei pro getti di costruzione? Qualche anno fa, abbiamo avuto la possibilità di rea lizzare un progetto piuttosto insolito che riguardava la pia nificazione di un nuovo quartiere. La domanda era: come de vono essere disposti gli edifici per ridurre al minimo i costi energetici? L'obiettivo era quello di evitare la situazione tra dizionale dell'urbanista che inizia a progettare il quartiere e solo dopo si chiede come ottimizzare l'energia necessaria per il suo corretto funzionamento. Come edificio esistente, inizialmente c'era solo una fabbrica, con una fonte di calo re, e le domande erano: che tipo di edificio è? Dove si trova? Quanti piani ha? I dati raccolti sono stati inseriti e si è pre muto il pulsante dell’ottimizzazione: tutti i nuovi edifici era no addossati alla fabbrica. Ovviamente siamo stati presi in giro, ma abbiamo sostenuto che, tenuto conto dell’unico criterio dato, di minimizzare i costi energetici, la nostra ri sposta era corretta. Ci è allora stato dato un secondo criterio: ottimizzare l'energia rinnovabile. Nuova ottimizzazione e... una nuova presa in giro: vi erano ancora grandi edifici nelle immediate vicinanze della fabbrica, ma con una prolifera zione di casette individuali, per aumentare la superficie dei pannelli solari sui tetti. Gli urbanisti allora hanno segnalato la necessità di avere dei parchi. Definita la nozione di parco, comincia a emergere l'idea di un compromesso: più parchi si vogliono, più alte diventano le case, e minore è la superficie solare. Sono poi stati aggiunti i criteri di qualità della vista, la distanza dai trasporti pubblici ecc. in modo da integrare gradualmente, oltre agli aspetti energetici, un numero cre scente di criteri di pianificazione urbana. Questi elementi, in competizione tra loro, devono es sere oggetto di compromessi confrontabili dal punto di vi sta energetico e ambientale. Il risultato è uno strumento di supporto decisionale che permetta di valutare facilmente le conseguenze delle scelte urbanistiche e di convincersi della soluzione migliore; nonché la creazione della start-up Urbio (www.urb.io), in grado di generare varianti di sistemi ener getici distribuiti e centralizzati. Oggi, la start-up si è discosta ta dai progetti di urbanizzazione per concentrarsi di nuovo sui sistemi energetici degli edifici esistenti, poiché questi ultimi rivestono un ruolo fondamentale nella questione cli matica. L’approccio dello strumento rimane simile, con due eccezioni. In primo luogo, i gradi di libertà si riducono note volmente perché gli edifici sono un input (sono uno degli input? Oppure sono gli input di partenza?) e lo strumento può quindi essere applicato a zone molto più ampie, per esempio alla scala urbana. Inoltre, i destinatari sono i fornitori stessi di energia e le società di consulenza ingegneristica, ovvero coloro che di solito realizzano i progetti di pianificazione e dimensiona mento di sistemi energetici.

Come in molti altri settori, le decisioni prese oggi rischiano di avere conseguenze assai importanti nel medio e lungo termine: come fare allora le scelte giuste? Si tratta ovviamente di una questione molto difficile, soprattutto per quanto riguarda le infrastrutture condivi se. Ad esempio, la città di Losanna deve oggi fare i conti con una rete di teleriscaldamento entrata in funzione nel 1934 e prevista per funzionare a >120 °C. Questo complica enor memente il passaggio a migliori soluzioni, più attuali, che funzionano con temperature molto più basse. Anche a Sion, si è appena avviato un progetto per un sistema di teleriscal damento «classico» con cui dovremo convivere nei prossimi anni. Le nostre riflessioni sono rivolte alla questione di come sfruttare le infrastrutture esistenti con le nuove tecnologie; cercare quindi di costruire infrastrutture condivise che sia no il più possibile adattabili. Il futuro dell'energia è anche e soprattutto la resilienza! Traduzione FA

Die Koordinierung von Bedarf und Ressourcen zur Optimierung des Energiemanagements Im Interview mit François Maréchal werden einige vielversprechende Energielösungen erörtert, die umweltfreundlich sind und erneuerbare Prozesse begünstigen. Damit die vorgeschlagenen Ansätze jedoch wirksam werden können, ist ein Paradigmenwechsel in unseren täglichen Gewohnheiten und ein Umdenken im Umgang mit Energie insgesamt erforderlich, der als Mittel und nicht als Zweck verstanden werden muss. Die Koordinierung von Bedarf und Ressourcen, nicht nur in quantitativer, sondern auch in zeitlicher Hinsicht, ermöglicht Synergien auf mehreren Ebenen; zu diesem Zweck müssen die verschiedenen verfügbaren Speicherkapazitäten, ihre Funktionsweise und insbesondere ihre Reaktionsfähigkeit bekannt sein. Die Sammlung von Daten und der Einsatz künstlicher Intelligenz sind entscheidende Werkzeuge für die Optimierung des Betriebs von Energieumwandlungssystemen. Ausgehend von Produktionsorten, Speichermöglichkeiten und den Kapazitäten der Systemkomponenten ist künstliche Intelligenz in der Lage, den Betrieb zu optimieren, um den Bedarf nicht nur einzelner Gebäude, sondern ganzer Stadtteile und sogar Städte bestmöglich zu decken. Das Start-up-Unternehmen Urbio stellt in diesem Sinne einen interessanten Fall dar. Ziel der Forschung ist es, ein gemeinsames System zu schaffen, das so anpassungsfähig wie möglich ist und bestehende Infrastrukturen und neue Technologien optimal integrieren kann.

Versione originale in francese espazium.ch/fr/actualites/coordonner-les-besoins-et-lessources-pour-optimiser-la-gestion-de-lenergie

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Energia termica – freddo

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Aria fresca dalle profondità Andrea Roscetti Le decisioni politiche legate all’emergenza climatica e la necessità di utilizzare risorse indigene per la produzione energetica, orientano i fornitori di energia verso sistemi più sostenibili ed efficienti. La città di Zugo utilizza la risorsa più vicina e disponibile in grande quantità: l’acqua del lago su cui si affaccia. Il potenziale termico offerto da questa fonte quasi inesauribile permetterà di climatizzare gli edifici, siano essi uffici, residenze, spazi commerciali e alcuni servizi come i data center. Un’infrastruttura di tale complessità, che serve tanti e diversi utilizzatori, necessita di una progettazione specifica, di controllo e di regolazioni adeguate. Il cuore pulsante del sistema è la centrale a lago, punto da cui la risorsa ter mica viene distribuita. La struttura dedicata al pompaggio dell’acqua è ben nasco sta, realizzata sottoterra, di fronte ai campi da basket all’aperto e alla palestra, in zona Schützenmatt. Sotto la grande apertura nel terreno operano le pompe che prelevano l’acqua dal centro del lago ad una distanza di 400 m dalla riva e a 26 m di profondità, dove è possibile sfruttare la temperatura del fluido, relativamente costante tra i 4 °C e gli 8 °C, durante tutte le stagioni dell’anno. Dall'esterno la centrale risulta molto silen ziosa, protetta da pesanti portelloni in metallo che prevengono la propagazione del rumore delle macchine all’interno della sala sotterranea. La funzione della centrale a lago è principalmente quella di pompare il flu ido negli scambiatori di calore, i quali riforniscono le centrali di quartiere tramite un anello di distribuzione rigorosamente separato dal circuito dell’acqua di lago. Queste servono – e serviranno sempre più in futuro – varie zone della città, a partire dal centro e dalle zone di più recente sviluppo urbano. Dalle centrali di quartiere il calore viene trasferito ulteriormente ai circuiti locali per la rispettiva fornitura di calore o, se richiesto e necessario, per il raffreddamento. Per servire la rete di raffreddamento gli scambiatori a bassa temperatura trasferiscono il fluido freddo ottenuto dall'acqua di lago e lo distribuiscono tramite una rete dedicata. Per le utenze che necessitano di riscaldamento, le pompe di calo re scambiano con la stessa fonte e generano calore a elevata temperatura. Il proces so fisico alla base del funzionamento delle pompe di calore è descrivibile come un ciclo frigorifero, ma percorso in senso inverso. La temperatura del fluido di scambio termico – di 4 - 8 °C – , provoca l’evaporazione del gas refrigerante contenuto nei cir cuiti della macchina. Successivamente uno o più compressori aumentano la pres sione del gas, che quando viene liquefatto nel condensatore è in grado di fornire temperature più elevate, intorno ai 70 °C. A questo punto il calore viene trasferito alla rete locale di riscaldamento per la distribuzione puntuale ai singoli utenti. Grazie alla fonte disponibile e al ciclo termodinamico utilizzato, la genera zione di calore e di freddo risulta particolarmente efficiente. Il consumo elettrico per l’attivazione dei compressori è una frazione del calore generato. Trattandosi di

Centrale a lago Circulago Centrali termiche di quartiere già realizzate Centrali progettate

Baar Süd Herti III

Unterfeld

Herti Gartenstadt LG Areal

ZVB Grafenau SBB Metalli

Neustadt

Neufeld

Schleifi

V-Zug Plus

West Guthirt Ost Guthirt

Lüssi

Loreto Centrale a lago Circulago Centrale a lago Circulago

Centrale a lago Circulago

Centrali termiche di quartiere già realizzate

Centrali progettate

1 2

Centrali termiche di quartiere già realizzate Centrali progettate Centrali progettate Baar Süd

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un sistema che causa una minima variazione della tempe ratura del lago, gli effetti sull'ambiente sono trascurabili: vengono infatti rispettati, senza deroghe, i rigidi regolamen ti ambientali in materia. La riduzione dell'impatto sull'eco sistema, è infatti uno dei principali obiettivi e non si limita soltanto alla diminuzione delle emissioni inquinanti o cli ma-alteranti. WWZ AG, ex Wasserwerke Zug, ha trasformato e am pliato il proprio ambito di attività negli anni: da semplice for nitore di elettricità e acqua, negli anni Settanta ha iniziato a costruire la rete via cavo che attualmente è la base per la fibra ottica, e nel 1990 ha collegato la regione alla rete euro pea del gas naturale. Oggi fornisce non solo energia nelle modalità tradizionali (elettricità, riscaldamento, raffredda mento, gas), ma gestisce e distribuisce anche dati, acqua e servizi di elettromobilità. Già dall'aprile del 2020 è attiva la prima delle dieci centrali di quartiere previste, che serve il centro commer ciale Metalli sorto nell'ex area industriale, il Parkhotel, la stazione ferroviaria FFS e altre proprietà. A regime per il ri scaldamento si prevede una potenza complessiva di 18 MW che forniranno 70 GWh annui, mentre per il raffreddamento si prevede una potenza di 11 MW, con 10 GWh annui. Una volta completata, la rete Circulago dovrebbe risparmiare 25'000 tonnellate di emissioni di CO2 all'anno – equivalente alle emissioni annue di 3'200 case unifamiliari. Un «progetto generazionale», a detta di tutti gli attori coinvolti nella rea lizzazione: WWZ ha programmato un investimento di circa 100 milioni, che saranno ammortizzati in quattro decenni, per alimentare i suoi 18 km di rete di distribuzione. Molti centri urbani in Europa stanno cercando di ridur re le proprie emissioni di CO2 incrementando l’efficienza dei sistemi di raffreddamento: in termini di potenza installata alla sorprendente capofila Svezia si accodano la Francia, la Finlandia, l’Italia e la Germania. La graduatoria cambia considerando l’energia raffreddante prodotta: nei paesi più a nord le necessità annue risultano inferiori, anche se il livello di efficienza è maggiore grazie al numero elevato di ore in cui gli impianti operano in freecooling. Considerando che, a livello europeo, le reti di raffreddamento coprono meno del 2% del fabbisogno, con i livelli di efficienza raggiungibili oggi e la richiesta di decarbonizzazione degli edifici il poten ziale è sicuramente notevole. La città di Vienna, che ha pianificato investimenti per oltre un miliardo nei prossimi 5 anni per raggiungere la neutralità climatica, offre una delle reti più ampie, anche

Utenza per riscaldamento

Utenza per raffrescamento

Lago di Zugo

Centrale a lago - Scambiatori di calore

Centrale di quartiere - Pompe di calore

Utenze

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Cambiare gli «stati di aggregazione» Un frigorifero ad assorbimento utilizza una fonte di calore (come l’energia solare termica, una combustione fossile, il calore di scarto industriale o delle reti di teleriscaldamento) per fornire l'energia necessaria al processo di raffreddamento. Il sistema prevede l'impiego di due refrigeranti, il primo dei quali effettua un raffreddamento per evaporazione, venendo in seguito assorbito dal secondo; il calore è una fonte necessaria per riportare i due fluidi allo stato iniziale. Il principio può essere utilizzato anche per climatizzare gli edifici sfruttando il calore di scarto di una turbina a gas o di uno scaldacqua.

1 Panoramica del perimetro del progetto e dell'espansione della rete energetica di Circulago 2 Schema della rete energetica di Circulago (riscaldamento e raffreddamento) che evidenzia i tre circuiti separati 3 Lavori di trivellazione delle condotte di collegamento in direzione della città, macchina e sistema di perforazione per microtunnelling 4 Vista del cantiere prima dello scavo per la centrale a lago della rete energetica Circulago 5 Lavori di saldatura presso il microtunnelling della rete energetica Circulago 6 Le condotte di presa dell'acqua di lago per la rete energetica Circulago vengono movimentate verso il sito di montaggio 7 Condotte in ghisa DN600 di mandata e ritorno della rete Circulago, Inserimento simultaneo nel tunnel di 1.6m di diametro interno, effettuato mediante una speciale pinza mobile per tubi doppi realizzata appositamente in acciaio V4A 8 Vista dell'accesso e dell'apertura d'inserzione della centrale sotterranea a lago della rete Circulago Schemi e immagini WWZ AG

per la produzione di freddo: 18 centri di teleraffrescamento forniscono da sette anni freddo sostenibile a edifici impor tanti come l'Università di Vienna, la Banca Nazionale, l'Hotel Kempinski e la Ringturm; a questi si aggiungeranno a breve il municipio e la Biblioteca Nazionale, chiudendo il Ring con un anello freddo capace di rispondere alle necessità di raf freddamento della parte più densa della città. A livello internazionale si ipotizza che nel 2050 l’ener gia necessaria per il raffreddamento e il riscaldamento sa ranno equiparabili data la crescente richiesta da parte delle attività legate all’IT, all’industria e alle nuove esigenze del settore residenziale. Il maggior fabbisogno porterà a una ul teriore domanda di energia elettrica in caso di installazione di sistemi tradizionali. In Svizzera si stima un possibile in cremento nell’ordine dei 20 TWh, quasi un decimo dei con sumi elettrici attuali. Tale cifra, preoccupante per il sistema e per gli obiettivi climatici futuri, potrebbe essere ridotta di oltre due terzi combinando, ad esempio, reti di teleriscalda mento e sistemi frigoriferi ad assorbimento. Non sempre è possibile combinare caldo e refrigerato ri ad assorbimento in maniera vantaggiosa. In alcuni casi è stato paradossalmente necessario aumentare le tempera ture del teleriscaldamento in estate, solitamente ridotte per evitare sprechi, per fare funzionare in maniera efficiente la macchina di produzione del freddo. L’esperienza in questo campo è oramai notevole, la fase di progettazione e di defi nizione dei fabbisogni risulta fondamentale per la buona ri uscita del progetto e il funzionamento efficiente del sistema. In ogni caso il kilowattora più pulito – che sia elettrici tà, riscaldamento o raffreddamento – è sempre quello che viene risparmiato. La tendenza generale è quella di ridurre le temperature delle reti per integrare al meglio altre fonti di energia decentralizzate: a Zugo, il raffreddamento – con l'aiuto del lago – sembra funzionare con sistemi a emissioni minime.

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Un polo tecnologico Multi Energy Hub Tina Braumandl*, Marc Häusermann** *Tecnico di progetto Amstein+Walthert AG, **Responsabile di settore Amstein+Walthert AG

Presso il sito produttivo V-Zug di Zugo si sta realizzando il progetto Techno logiecluster Zug, un sistema di approvvigionamento energetico sostenibile e inno vativo, coerente con i principi di trasformazione dell’area. Oltre alla funzione produt tiva, in futuro si prevede che verranno ospitate anche attività di ricerca e sviluppo, spazi commerciali, edilizia residenziale. L’obiettivo è quello di ottenere un approvvi gionamento energetico neutrale in termini di emissioni di CO2 entro il 2050, utilizzan do principalmente il potenziale presente sul sito, come ad esempio lo sfruttamento del calore di scarto dei processi produttivi, le acque sotterranee, le acque superficiali (lago) e l’energia solare. L’obiettivo è creare un Multi Energy Hub (MEH) in grado di fornire energia non solo al centro del quartiere di V-Zug, ma anche ai consumatori limitrofi. L’obiettivo è garantire uno scambio, un trasferimento e un immagazzina mento ottimali per tutte le forme di energia, in modo da «chiudere» i flussi energetici a livello locale e ridurre al minimo l’apporto di exergia (ovvero l'energia che un sistema termodinamico può erogare all'esterno) nel sistema complessivo. Un’altra compo nente fondamentale è la generazione e la distribuzione di elettricità sul sito, che mira al massimo autoconsumo combinando la produzione mediante fotovoltaico, l’accu mulo di elettricità e la mobilità elettrica, e in futuro con il power-to-gas. Il cuore del MEH è la centrale termica di ZugGate. Qui vengono gestiti le fonti e i pozzi termici (utilizzatori) e, se necessario, regolati su tre diversi livelli di temperatura per fornire agli edifici connessi calore e raffreddamento. In detta glio sono disponibili due reti di teleriscaldamento, una a bassa temperatura (BT) a 45 °C e una a media temperatura (MT) a 70 °C. La rete di teleraffreddamento a 12 °C è disponibile per dissipare il calore residuo in eccesso o, in altre parole, per coprire le necessità di raffreddamento. L’energia utile corrispondente è fornita da tre pompe di calore. Nella fase finale, possono essere prodotti 5 MW di potenza di raffreddamento e 6 MW per il riscaldamento. Per motivi di ridondanza e sicurez za dell’approvvigionamento, il sistema mette a disposizione circa 2 MW aggiuntivi, mediante caldaie a gas. L’acqua di falda o l’acqua del lago possono essere utilizzate direttamente per coprire il fabbisogno di raffreddamento attraverso il geocooling, a condizione che la temperatura del fluido sia inferiore agli 11 °C. Le fonti e i pozzi di calore del sistema sono l’elemento centrale. Grazie al proprio pozzo di acqua sotterranea profonda, il calore residuo può essere trasferi to o immagazzinato stagionalmente e quindi reso disponibile in base alle necessi tà. Questa componente richiede una gestione attiva durante tutto l’arco dell’anno. Con l’aiuto del collegamento alla rete di Circulago, il riscaldamento e il raffredda mento possono essere coperti in qualsiasi momento dissipando il calore residuo in Mobilità elettrica

Fotovoltaico

Batterie di stoccaggio

Rete di distribuzione WWZ

Rete elettrica Power to Gas Anello/circuito di comunicazione

Collegamento ad Anschluss von altre utenzeBezügern (Göbli) weiteren

Rete termica Utilizzo del calore di scarto

Gas per processi industriali

Allacciamento gas WWZ

Utenti nel perimetro allargato Acqua di falda

Centrale

Allacciamento Circulago (Rete acqua di lago, WWZ)

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eccesso o utilizzandola come fonte per la pompa di calore. In questo modo è stato possibile rinunciare esplicitamente ai refrigeratori. L’integrazione nel sistema complessivo e la gestione di fonti di calore di scarto più grandi provenienti dall’industria o da nuove tecnologie, come l’idrogeno, viene effettuata sul lato sorgente/pozzo, tenendo conto del livello di temperatura, se questo calore di scarto non può essere utilizzato direttamente. La distinzione tra il calore di scarto di valore, cioè utilizzabile, e la pura dissipazione di calore (caso di raffreddamento) è fondamentale, soprattutto nel periodo di transizione tra periodi di riscaldamento e raf freddamento. L’energia utile viene distribuita dalla centrale energe tica attraverso tre reti locali. Il perimetro della zona centrale V-Zug è collegato con un sistema a sei tubi. Gli edifici adia centi sono alimentati esclusivamente a media temperatura. Sul lato sorgente/pozzo, è previsto un ulteriore collegamen to alla rete anergetica per distribuire il calore di scarto che non può essere utilizzato direttamente in modo più efficien te energeticamente e, ad esempio, permettere alle pompe di calore di operare con migliori rendimenti. Oltre alla rete termica, la rete elettrica è il secondo ele mento chiave del MEH. L’intero perimetro del nucleo è col legato in modo intelligente alla rete elettrica. L’elettricità è distribuita nel sito da una rete a media tensione (MT), verso diverse stazioni di trasformazione, che alimentano gli edifi ci in bassa tensione (BT). Gli impianti fotovoltaici decentra lizzati, installati su tetti e facciate degli edifici, la mobilità elettrica e altri consumatori/fornitori (come i futuri sistemi a idrogeno) sono elementi fondamentali della rete elettrica e devono essere integrati in modo ottimale. L’intero perimetro del nucleo è ottimizzato in base alle possibilità di Raggrup pamento ai fini del consumo proprio (RCP). Fondamento essenziale per il dimensionamento e la definizione delle specifiche dell’intero MEH è l’insieme dei principi energetici che devono essere rispettati da tutte le parti coinvolte. Il principio di base è quello di chiudere il più possibile i cicli energetici a livello locale. Il calore di scarto deve essere prioritariamente utilizzato in modo decentrato o valorizzato localmente. Solo successivamente l’energia vie ne scambiata utilizzando la rete locale. Lo stoccaggio decen tralizzato (attivazione di massa termica negli edifici, serbatoi ecc.) dovrebbe essere utilizzato e ottimizzato ove possibile. I profili di temperatura delle reti di distribuzione devono es sere adeguati il più possibile alle necessità dei consumatori

1 Flussi energetici / diagramma di flusso del processo Multi Energy Hub MEH. Fonte A+W 2 Masterplan del perimetro del nucleo di trasformazione. Fonte Hosoya Schaefer 3 Evoluzione delle emissioni di CO2 derivanti dalla fornitura di calore. Fonte A+W

finali. Gli effetti in termini di riduzione delle emissioni di CO2 sono notevoli. In presenza di una domanda di calore in conti nuo aumento, le emissioni di CO2 diminuiscono drasticamen te. Le emissioni di CO2 residue provengono dalle necessità di copertura dei picchi di richiesta termica. La scommessa del MEH-TCZ è quella di garantire la modularità con un alto grado di flessibilità per la coper tura delle differenti necessità energetiche, seguendo il per corso di trasformazione del quartiere nei prossimi 30 anni. Oltre alla fornitura e alla continua sostituzione degli edifici esistenti, è importante anche creare condizioni ottimali per l’adozione di nuove tecnologie. I progetti relativi alla centra le termica e alla rete di quartiere sono attualmente in fase di realizzazione. L’espansione a tappe deve essere conti nuamente valutata e il processo di trasformazione deve es sere allineato all’orientamento strategico. La messa in fun zione della centrale termica ZugGate è prevista per la fine del 2022, in modo che una parte del sito possa già essere alimentata in modo sostenibile per le necessità di riscalda mento e raffreddamento. Traduzione AR

Emissione di CO2 derivanti dalla fornitura di calore Emissioni

Emissioni CO2 equivalenti [t/a]

Fabbisogno di calore MEH-TCZ

Energia [MWh/a]

14'000

3'500 12'000 3'000 10'000 2'500 Previsione 2'000 1'500 1'000 500 -

8'000 6'000 4'000 2'000 0

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Condividere l'energia locale Jacques Perret Ingegnere civile EPFL, Dr. sc. EPFL e corrispondente di TRACÉS

L'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) ha avviato un impor tante progetto di rinnovamento di tutte le infrastrutture di riscaldamento e raffred damento del campus di Écublens (VD). Le nuove apparecchiature, che sono entrate in funzione nell'ottobre del 2021, favoriscono l'utilizzo delle risorse disponibili sul sito o nelle sue immediate vicinanze, come l'acqua del lago o il calore sprigionato dal nuovo Datacenter, e miglioreranno le possibilità operative per spingere gli scambi tra i vari utenti. Nella seconda metà degli anni Settanta, sotto la pressione della prima cri si petrolifera, l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) è stata pioniera nel decidere di utilizzare le acque del Lago Lemano con le pompe di calore (PAC). Una scelta molto ambiziosa per l'epoca, che ha portato inizialmente alla messa in fun zione, nel 1978, della stazione di pompaggio di Pierrettes (SSP), che alimenta anche l'Università di Losanna (UNIL). Inizialmente destinata a soddisfare le esigenze di raf freddamento delle due istituzioni, questa stazione ha permesso, a partire dal 1986, di utilizzare l'acqua del lago come fonte di energia per l'impianto di riscaldamento a pompa di calore dell'EPFL (CCT). A causa dell'enorme sviluppo del campus, queste apparecchiature funzionano oggi alla massima capacità ormai da diversi anni e, con oltre 30 anni di servizio, stanno raggiungendo la fine del loro ciclo di vita. Nuova epoca, altre esigenze Se la prima crisi petrolifera aveva generato preoccupazioni sulle condizioni di approvvigionamento del petrolio, sono state soprattutto le questioni di sviluppo so stenibile a influenzare le attuali scelte dell'EPFL di rinnovare la propria centrale elet trica. L'obiettivo è quello di adattare la capacità produttiva degli impianti ai fabbisogni previsti per il 2040 utilizzando, a lungo termine, esclusivamente energia rinnovabile per il riscaldamento e il raffreddamento. Si tratta di un obiettivo ambizioso, dato che solo la metà della potenza del vecchio sistema era fornita da pompe di calore, e la parte rimanente proveniva da turbine a olio combustibile. Questo cambiamento deve com portare una riduzione annuale delle emissioni di gas effetto serra, derivanti dalla pro duzione di calore di circa 1'800 t (da 4'300 a 2'500 t). La ristrutturazione ha offerto anche l'opportunità di migliorare sensibilmente le condizioni operative dell'impianto, da un lato attraverso l'ammodernamento delle apparecchiature (in particolare le prestazioni delle pompe di calore), ma soprattutto grazie alla costruzione di ventisei sottostazioni di riscaldamento distribuite sul sito, che permettono di ottimizzare la distribuzione ai vari edifici del campus. EPFL

Condutture nuove

Condutture esistenti

Fiumi

Scarichi

Rete di distribuzione del caldo e freddo

Zone di distribuzione

Pannelli fotovoltaici

Sottostazioni con scambiatori di calore 1

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riscaldamento alla scuola durante la sostituzione delle pom pe di calore, ma che dovrebbero in futuro essere utilizzate solo come dispositivo di backup in caso di grave guasto del sistema principale. La CTC ha dovuto essere leggermente ampliata per ospitare le nuove attrezzature, ma senza influi re sul confine della foresta o sul fiume Sorge che la delimita.

Ammoniaca

Acqua di mandata verso le utenze Condensatore

Sottostazione Acqua di ritorno dalle utenze

Valvola di espansione Compressore

Bacino freddo

DATA CENTER

Evaporatore

Bacino caldo

Ammoniaca 2

1 Ubicazione delle apparecchiature coinvolte nel funzionamento e nella ristrutturazione dell'impianto di riscaldamento a pompa di calore dell'EPFL. Fonte EPFL/B.ü.L.b grafix 2 Diagramma di funzionamento della pompa di calore. Fonte EPFL/B.ü.L.b grafix 3 Trasporto galleggiante della terza sezione della condotta a lago dal sito di montaggio di Grangettes (VD). Fonte EPFL/Alain Herzog 4 Il nuovo filtro: la parte perforata è rimovibile per consentire lapulizia del filtro e del tubo. Fonte EPFL/Alain Herzog 5 Uno dei quattro compressori delle nuove pompe di calore dell'impianto. Fonte EPFL/Alain Herzog 6 La struttura in acciaio del data center e la relativa copertura con l'installazione di fotovoltaico. Fonte EPFL/Alain Herzog

Alla fine, il progetto prevede la costruzione del Data Center, coperto da pannelli solari, sopra l'edificio che contiene la centrale elettrica, in modo da poter sfruttare fa cilmente i circa 4 MW di calore prodotti dai server. Il nuovo progetto della CCT prevede due bacini di accumulo separa ti: un «bacino caldo» di 230 m3 per l'acqua destinata a produr re calore con le pompe di calore e un «bacino freddo» di 290 m3 per l'acqua di raffreddamento utilizzata per raffreddare gli edifici dell'EPFL e il Data Center. È possibile d'ora in poi reimmettere nel sistema gli scarichi freddi delle pompe di calore e gli scarichi caldi del Data Center. È, inoltre, previsto, in un secondo tempo, il recupero dell'acqua calda scartata dal sistema di raffreddamento degli edifici. Quattro nuove pompe di calore Il nuovo impianto comprende quattro nuove pompe di calore in grado di fornire una potenza totale di 24 MW, che funzionano con l'ammoniaca, che passa attraverso un primo scambiatore (l'evaporatore) dove trae energia dall'acqua del bacino caldo, passando dallo stato liquido a quello gassoso. Viene quindi pressurizzata in un compressore per aumen tarne la temperatura, prima di essere indirizzata a un secon do scambiatore (il condensatore) per riscaldare l'acqua che circola nelle reti di distribuzione del calore (alta e bassa tem peratura). L'ammoniaca passa infine attraverso una valvola di espansione che la riporta alla temperatura iniziale prima di ricominciare il suo ciclo. L'edificio ospita anche due caldaie a gas con una ca pacità totale di 16 MW, inizialmente costruite per fornire il

Raddoppiare la capacità di pompaggio L'aumento del fabbisogno ha richiesto anche il raddop pio della capacità della stazione di pompaggio esistente (SSP), portandola a 2'700 l/s. Questo ha comportato: una seconda presa d'acqua, collegata a una nuova condotta del lago, un ampliamento dell'edificio per ospitare otto nuove pompe (quattro delle quali per UNIL), l'installazione di due nuove condotte a terra, per portare l'acqua all'UNIL e all'EPFL. Per avere l'acqua a una temperatura costante di circa 7 °C, la nuova presa d'acqua doveva essere installata a circa 75 m di profondità. Questa è costituita da un filtro in accia io inossidabile – 2 m di diametro, forato con buchi di 15 mm su un'altezza di un metro – che viene fissato all'estremità di un tubo lacustre in polietilene (HDPE) con un diametro di 1100 mm. A causa della topografia del fondo del lago, questo nuovo condotto, posto proprio accanto a quello esistente, ha una lunghezza totale di circa un chilometro: si trova a una bassa profondità (di massimo 10 m) per circa 550 m, e spro fonda a 75 m per i restanti 450 m. È stata assemblata in sezio ni nel Grand Canal, vicino alla riserva delle Grangettes (VD), prima di essere trasportata – galleggiando via acqua – al lar go di Saint-Sulpice, depositata sul fondo del lago e collegata alla stazione di pompaggio. Anche la stazione di pompaggio è stata duplicata gra zie alla giustapposizione di un edificio annesso che ospi ta otto nuove pompe per spingere l'acqua verso l'UNIL e l'EPFL. Due nuove tubature a terra, di 700 mm di diametro, sono state interrate fino alle gallerie di collegamento con le due istituzioni, vicino all'edificio Biophore dell'UNIL. Isolate termicamente per evitare la formazione di condensa, queste nuove tubazioni utilizzano le gallerie esistenti per raggiun gere l'UNIL e l'EPFL. La costruzione dei due nuovi condotti prevedeva il passaggio sotto la strada cantonale RC1 tra mite un processo di roto-percussione basato sul seguente principio: i tubi di ghisa vengono azionati da un martello a percussione che disloca il terreno in loco, che viene poi eva cuato all'indietro tramite una coclea (o vite senza fine) si tuata nei tubi. È stata la prima volta con un diametro (1'000 mm) e una lunghezza (100 m) così grandi. Infine, va notato che questo raddoppio della capacità di pompaggio è stato effettuato anche per soddisfare il fabbisogno energetico del Vortex, il nuovo edificio di alloggi per studenti universitari. Influenza degli scarichi sui fiumi e sulle cozze quagga Il progetto è stato oggetto di una dichiarazione di impat to ambientale (NIE). L'attenzione si è concentrata, in particola re, sulla questione dello scarico dell'acqua pompata nel lago. A seguito delle scelte operate negli anni Ottanta, gli scarichi non vengono immessi direttamente nel lago, ma attraverso i tre fiumi situati nei pressi dell'UNIL e dell'EPFL: la Sorge, la Cham bronne e, in misura molto minore, la Mèbre. Poiché questi sca richi influenzano sia il flusso sia la temperatura dell'acqua nei fiumi, sono state effettuate delle simulazioni per valutare l'im patto dei nuovi impianti. Va notato che entrambe le istituzioni hanno un punto di scarico diretto nel lago e che il punto di sca rico dell'EPFL rappresenta il 60% dell'acqua di raffreddamento consumata dal campus. Infine, dei sei punti di scarico, è chia ramente quello situato vicino al CCT ad avere la maggiore in fluenza sulle variazioni di flusso e temperatura.

Un esempio incoraggiante Progetti come quello presentato qui sembrano esse re in aumento, e questo è un bene. Infatti – al di là dell'idea di prelevare calore da un lago –, è da sottolineare anche la volontà di sfruttare al meglio le risorse locali e di favorire gli scambi tra gli utenti per far funzionare i sistemi energetici. A questo proposito, è gratificante vedere che l'EPFL sta svol gendo un ruolo di primo piano (si veda anche l'intervista a François Maréchal, p. 31), non solo continuando a formare ingegneri di alto livello che probabilmente saranno attivi nel campo dell'edilizia, ma anche offrendo una dimostrazione, a grandezza naturale, che soluzioni energetiche più efficienti sono possibili e, soprattutto, meno inquinanti. Infine, dopo aver visitato diversi progetti di questo tipo, è possibile descrivere un modello che evoca la geometria frat tale in questo nuovo approccio energetico, poiché le soluzioni basate su una logica simile possono essere applicate a diverse scale. Abbiamo affrontato l'argomento per un campus delle di mensioni di una cittadina di 16'000 abitanti, ma esiste anche un potenziale a livello di singolo edificio o persino di locale, non ché a livello di quartieri, città o regioni. Oggi questo è rassicu rante e incoraggiante. Traduzione FA

Versione originale in francese espazium.ch/fr/actualites/partager-une-energie-de-proximite

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Il primo punto su cui è stato necessario decidere, era lo stato di riferimento da accettare per quantificare gli impatti: quello dei fiumi prima della costruzione dei primi impianti ne gli anni Ottanta, cioè senza scarichi; oppure il funzionamento degli ultimi trenta anni, con gli scarichi delle Hautes écoles. La Direction générale de l'Environnement (DGE) del Cantone di Vaud ha fissato lo stato senza scarichi come stato di riferimen to. I flussi di riferimento sono stati stabiliti sottraendo gli sca richi delle Hautes Ecoles dai flussi attualmente registrati nelle stazioni di misura. Lo studio è stato condotto nel periodo com preso tra la metà del 2016 e la metà del 2017. È stato innanzitutto rilevato che gli scarichi attuali non influenzano in modo significativo il flusso della piena decen nale, ma che generano apporti significativi durante il periodo di magra. Per quanto riguarda le temperature, le variazioni su perano regolarmente il valore limite di +/- 1.5 °C. Le simulazioni hanno mostrato che la situazione futura rischierebbe di porta re a scarichi in grado di generare un significativo colpo d’ariete e un abbassamento delle temperature invernali che sarebbero dannosi per la biologia acquatica. Di conseguenza, si è deciso di cambiare il CCT dell'EPFL da una modalità «on/off» a una modalità modulante per ridurre il colpo d’ariete, di aumentare la temperatura di mandata degli impianti di raffreddamento a 16 °C e di tenere conto delle previsioni meteorologiche per an ticipare le esigenze di riscaldamento o raffreddamento. Con queste misure diversificate, le temperature dei fiumi dovrebbe ro avvicinarsi allo stato naturale. Sebbene la deviazione superi talvolta il valore limite di +/- 1.5 °C, ciò si verifica molto più rara mente rispetto agli scarichi attuali. Anche la diminuzione delle temperature medie dovrebbe essere notevolmente ridotta. Non è possibile parlare di questioni ambientali sen za menzionare il problema della recente colonizzazione del fondo del Lago di Ginevra (e di altri laghi svizzeri) da parte della cozza quagga. Menzionata in una riunione della prima vera 2017 come possibile fonte di problemi per le tubature del lago, è ora una delle principali preoccupazioni per i fun zionari della CTC che stanno sperimentando la rapida proli ferazione di questo mollusco all'interno delle tubature. Non potendo evitare il problema, si è reso necessario mettere a punto un dispositivo per pulire le tubature.

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Valorizzare il calore residuo del CSCS

Rete a bassa temperatura delle Aziende Industriali di Lugano Andrea Roscetti La strategia energetica della città di Lugano al 2050, che si concretizzerà nel piano energetico comunale, concentra i propri sforzi sui due pilastri della ridu zione dei consumi e dell'incremento al ricorso alle energie rinnovabili. Dai dati preli minari presentati risulta essere particolarmente promettente il potenziale di calore prelevabile dall'ambiente: le acque sotterranee e superficiali rappresentano circa la metà del totale disponibile stimato. Da oltre 10 anni il Centro Svizzero di Calcolo Scientifico di Lugano (CSCS), situato in zona Cornaredo, sfrutta in maniera particolarmente efficiente il lago come fonte di raffreddamento per i propri supercomputer: una condotta di quasi tre chilometri e 80 cm di diametro convoglia acqua fredda presso gli scambiatori per il raffreddamento del CSCS. Il livello di efficienza di quest'infrastruttura è da prima to: dall'acqua in discesa verso il lago si recupera circa il 30% dell'energia spesa per il pompaggio verso l'edificio. Il calcolo scientifico oltre a elaborare quantità di dati inimmaginabili è una fonte di calore notevole, sufficientemente continua e soprat tutto offre un'infrastruttura energetica alla città. Le Aziende Industriali di Lugano, ente distributore di energia cittadino, stanno progettando la costruzione di una rete di anergia per la fornitura di riscalda mento e di raffreddamento del nuovo quartiere di Cornaredo (NQC), la Rete Anerge tica NQC. Questa verrà utilizzata sia per il raffreddamento che per il riscaldamento di diversi edifici, esistenti, in costruzione e programmati nella zona andando a inte grarsi nel sistema del CSCS. Nell'ambito dello studio di fattibilità la rete anergetica è stata dimensiona ta preliminarmente con le seguenti caratteristiche: – capacità di calore residuo lago/calore residuo CSCS: 6.5 MW – domanda di calore e di raffreddamento dall'utenza: 10.5 MW Nello studio preliminare sono state analizzate esclusivamente il compar to del nuovo sviluppo urbano di Cornaredo e la zona a nord: gli oltre 250'000 mq di superficie necessiterebbero annualmente di 13 MWh di calore e 10 MWh di freddo. Nel sistema previsto l'energia dell'acqua del lago e il calore di scarto del CSCS vengono distribuiti attraverso la rete anergetica come in una rete di teleri scaldamento, mediante un sistema chiuso interconnesso: – l'acqua scorre nella rete anergetica come fluido per il trasferimento del calore senza sistemi antigelo; – le pompe regolano la rete con una pressione costante (pressione differen ziale costante, per cui è determinante la pressione differenziale dell'utenza più lon tana) o in base alla posizione delle valvole delle centrali termiche; – le utenze di calore (centrali termiche) regolano il ritorno verso la rete aner getica a una temperatura costante di 3 °C; – le centrali di raffreddamento utilizzano le valvole di controllo per regolare la temperatura di ritorno alla temperatura più alta possibile verso la rete anergeti ca, mai superiore ai 23 °C.

Legenda Scambiatore di calore Pompa di calore Data center Sistema di fornitura di calore / raffreddamento Utilizzo di acqua calda sanitaria Condotta a lago (6-8 °C) Rete anergetica (VLT: 5-12 °C) Rete teleriscaldamento (VL T: 40-70 °C) Rete teleraffreddamento (VL T: 6-13 °C)

Lago Ceresio 2 tubi

2 tubi

Presa d'acqua a lago

Condotta a lago

Raffreddamento CSCS

Centrale principale rete anergetica NQC

Rete anergetica NQC

2 tubi / 4 tubi

Centrale termica

Reti locali di teleriscaldamento e di teleraffrescamento

Sottostazione edificio

Servizi all'utenza

7.0°C 7.0°C AIL A/B CSCS

7.0°C 380 m3/h 13.0°C 380 m3/h

1.0 MW 12.0°C 13.0°C 100 m3/h

13.0°C 100 m3/h

RA NQC 1.0 MW 12.0°C

13.0°C 10.6°C 280 m /h 4.0°C 380 m3/h 100 m3/h 10.6°C 10.6°C CSCS A/B 13.0°C 13.0°C 7.0°C 3

6.2°C 510 m3/h

CSCS

7.0°C 380 m3/h 13.0°C 510 m3/h

6.2°C 6.2°C AIL A/B 4.0 MW 8.0°C 13.0°C 480 m3/h

4.0°C 130 m3/h

13.0°C 480 m3/h

RA NQC 5.0 MW 12.0°C

13.0°C 3 4.7°C 30 m /h 4.0°C 380 m3/h 350 m3/h 4.7°C 4.7°C CSCS A/B 13.0°C 13.0°C 7.0°C AIL C/D

1 Schema di principio della rete anergetica NQC 2 Vista d'insieme della rete anergetica NQC 3 Modalità di funzionamento della rete anergetica

Sintesi del rapporto di anex Ingenieure AG, Vorprojektbericht AIL Rete Anergetica NQC

Gli obiettivi sono quelli di mantenere la temperatu ra più alta possibile nella rete e di operare con la massima escursione termica possibile tra mandata e ritorno, control lando la temperatura di mandata della rete anergetica. Nella modalità di funzionamento «riscaldamento» vie ne impostata una temperatura di mandata di 12 °C. In moda lità «raffreddamento» il calore di scarto del CSCS non viene utilizzato e viene impostata una temperatura di mandata di 8 °C. Nella realtà la rete funzionerà in modalità mista, con il predominio di una delle necessità. Nel funzionamento mi sto, il calore viene sia estratto che fornito alla rete. In questo caso il livello di temperatura della rete anergetica può esse re regolato decidendo di utilizzare o meno il calore di scarto del CSCS. Le pompe di calore raggiungono un COP maggio re con temperature della rete superiori e quindi consumano meno elettricità per fornire calore agli edifici. I refrigeratori e i sistemi di freecooling, invece, funzionano in modo più ef ficiente con temperature della rete anergetica più bassa. La temperatura della rete anergetica influenza anche i volumi necessari e le perdite di carico: solo con l'ottimizzazione del la temperatura di regolazione è possibile massimizzare l'effi cienza dei sistemi. Per ottimizzare le temperature e i consumi – massimiz zando come detto l'efficienza di tutto il complesso sistema di pompaggi e centrali termiche, fornendo calore e freddo a tutte le utenze, sono necessarie opere aggiuntive rispetto a quan to è ora in opera. L'investimento, nell'ordine dei 35 Mio CHF, richiede un nuovo serbatoio denominato C/D (aggiuntivo ai due già realizzati) per l'acqua di lago, sistemi di pompaggio e filtri aggiuntivi, ulteriori connessioni tra i serbatoi esistenti, centrali termiche di produzione di calore e freddo. Le tempisti che di realizzazione delle opere sono nell'ordine dei 24 mesi, e la durata di vita utile di un tale impianto è sui 40 anni. I nuovi investimenti e la necessità di decarbonizzare ed efficientare la fornitura di calore e freddo passano attra verso progetti di questo tipo, che cercano sinergie tra attori diversi per ridurre il rischio e raggiungere quanto prima gli obiettivi climatici che la città si pone.

RE TI TERMICHE 43

7.0°C 380 m3/h

A Schema di funzionamento con fabbisogno calore della rete AIL minore del calore prodotto da CSCS Sopra: flussi di calore e freddo senza utilizzo del freddo dal circuito di ritorno della rete anergetica. Sotto: flussi di calore e freddo nel caso di utilizzo del freddo dal circuito di ritorno della rete anergetica

7.0°C 300 m3/h

CSCS

7.0°C 840 m3/h 13.0°C 300 m3/h 4.0°C 840 m3/h

7.0°C 7.0°C AIL A/B 2.0 MW 8.0°C 13.0°C 300 m3/h

4.0°C 4.0°C CSCS A/B

7.0°C 1080 m3/h

9.1°C 840 m3/h

7.0°C 7.0°C AIL A/B 0 MW

4.0°C 4.0°C CSCS A/B

5.0 MW 8.1°C

9.1°C 9.1°C AIL C/D

7.0°C 1080 m3/h 7.0°C 1080 m3/h

4.0°C 1080 m3/h

RA NQC

4.0°C 840 m3/h

7.0°C

CSCS

7.0°C 540 m3/h

RA NQC 3.7 MW 6.0°C

4.0°C 1080 m3/h 7.0°C 7.0°C AIL C/D

7.0°C

B Schema di funzionamento con fabbisogno di calore AIL maggiore del calore prodotto da CSCS Flussi di calore e freddo con presenza di calore di scarto insufficiente da CSCS (sopra) o CSCS inattivo (sotto)

7.0°C 380 m3/h

CSCS

7.0°C 810 m3/h

7.0°C 7.0°C AIL A/B 2.7MW 8.0°C

13.0°C 380 m3/h

13.0°C 810 m3/h

13.0°C 380 m3/h

7.0°C

13.0°C 13.0°C CSCS A/B

7.0°C 430 m3/h 7.0°C 430 m3/h

RA NQC 3.0 MW 8.0°C

13.0°C 430 m3/h 7.0°C 7.0°C AIL C/D

C Funzionamento della rete in caso di necessità di raffreddamento per CSCS e AIL

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SIA & werkmaterial.online Susanne Schnell* Urs Wiederkehr** La piattaforma werk-material.online è una banca dati che permette di determinare i costi di vari tipi di opere e alla quale ora anche la SIA collabora in veste di partner. La piattaforma rappresenta una delle quattro misure previste per affiancare i soci quale ausilio sostitutivo alla formula per il calcolo degli onorari ormai stralciata. Sulla piattaforma werk-material.onli ne sono già quasi mille i progetti reperi bili, e il loro numero è in costante cresci ta. Ciò significa che è possibile trovare e mettere a confronto in modo approfon dito e partendo da una base univoca, un numero altrettanto elevato di dati che ri guardano un ampio ventaglio di opere diverse tra loro. Questo nuovo strumen to permette così di stimare il costo di una costruzione non più basandosi solo sull'esperienza e su una valutazione in dividuale, bensì partendo da una base di riferimento consolidata. In altre paro le, grazie alla piattaforma anche agli ar chitetti, agli ingegneri civili, ai commit tenti, alle autorità, ai vari uffici o ad altri attori coinvolti in un progetto, è ora data la possibilità di accedere a importanti valori di riferimento altrimenti riservati esclusivamente agli studi specializzati nella direzione dei lavori oppure alle grandi imprese generali o totali che di spongono di proprie banche dati sui costi. Una misura sostitutiva per calcolare gli onorari La piattaforma werk-material.online rappresenta una delle quattro misure, tra cui si annoverano anche la Value app, i corsi della serie Kompass/Balises e i rilevamenti statistici, predisposte dalla SIA in sostituzione alla formula per il calcolo degli onorari, ormai stral ciata dai regolamenti per le prestazioni e gli onorari (RPO), e pensate per affian care i soci nel calcolare in modo equo e trasparente i propri onorari. La piattafor ma si basa su un ventaglio di progetti di riferimento, selezionati dalla rivista spe cialistica «werk, bauen + wohnen». In questi ultimi quarant'anni, la redazione ha raccolto i dati delle varie opere, alle stendo una serie di schede cartacee, pubblicate nella rubrica werk-material. Ora la rubrica è riportata in formato digi tale sulla piattaforma e, quale comple mento ai progetti di riferimento, sono stati integrati anche i valori forniti dall'Ufficio federale di statistica (UST) e

1 Confronto tra progetto (A) e tre progetti di riferimento in base a BKP 1 (CCC a una cifra, colonna a sinistra) e BKP 2 (CCC a due cifre, colonna di destra), compresi valori medi. Fonte werk-material.online

i dati relativi ad altri oggetti ripresi dalla banca dati realizzata dal CRB. Creando un collegamento tra i vari progetti inse riti e i dati relativi all'indice dei prezzi messi a disposizione dall'UST, in riferi mento alle grandi regioni della Svizzera, è possibile confrontare i dati e metterli in relazione alla situazione attuale. In questo contesto è importante che i risul tati siano interpretati correttamente e adattati alla situazione concreta di cia scun progetto, e qui gli utenti devono fa re esperienza, un'esperienza che si ac quisisce via via attraverso un utilizzo frequente della piattaforma werk-mate rial.online. Dati affidabili dei costi, per tutti i tipi di opere La piattaforma è concepita per ga rantire all'utenza una navigazione facile e intuitiva: mediante la Lista progetti è possibile selezionare gli oggetti che fan no al caso, indicando diverse combina zioni di criteri, tra cui il tipo di opera, il Cantone, il Comune e la data in cui il pro getto è stato ultimato. In corrisponden za di ciascun progetto è disponibile una scheda tecnica che riporta informazioni sulla committenza, i progettisti, ma an che dati dettagliati su superfici, volumi e costi dell'opera, così come gli indici per i valori energetici, ma anche imma gini e piani del progetto. È inoltre possi bile consultare i corrispondenti valori di riferimento, vale a dire i diversi generi di costo per ogni livello del Codice dei co sti di costruzione (CCC), riferiti alla su perficie di piano (SP) in m2, alla superfi cie utile principale (SUP) in m2 oppure al volume dell'edificio (VE) in m3. I dati possono anche essere classificati in mo do da verificare la redditività o l'efficien za energetica di un dato progetto. Un'al tra funzione offerta è il Confronto tra progetti. In corrispondenza di questa ru brica, gli utenti possono confrontare fi no a un massimo di quattro progetti e paragonare i diversi dati e valori di riferi mento, guardando le cifre oppure visua

lizzando una serie di grafici. Tramite la funzione Editor delle opere gli utenti possono anche registrare i pro pri progetti in vista di una messa a con fronto, e ciò sin da subito, già all'inizio della fase di progettazione. Per i progetti attuali e futuri gli onorari, secondo il CCC 29, possono essere suddivisi in base alla disciplina, specificando ad esempio le categorie architetto o ingegnere civile. Da tale confronto risulta una preziosa ba se di riferimento per l'allestimento delle offerte e pertanto un utile strumento nel la quotidianità professionale degli attori coinvolti nel settore. Tariffe agevolate per i soci SIA Alla luce di quanto sopra descritto, la SIA ha deciso di partecipare al progetto in veste di partner. Grazie alla collabo razione intessuta, i soci SIA possono be neficiare delle stesse condizioni tariffa rie offerte agli abbonati alla rivista «werk, bauen + wohnen» e ai soci CRB. La SIA si impegna inoltre affinché pos sano essere via via integrate nella piat taforma sempre più opere realizzate dai propri soci. Ma non solo: grazie alla veri fica dei programmi di concorso, il servi zio Regolamenti SIA è tempestivamen te informato in merito ai progetti in programma, e può selezionare quelli che più si prestano per essere registrati su werk-material.online. Attualmente la SIA sta lavorando in tal senso, in concer tazione con i partner con cui collabora. Ovviamente in questo contesto occorre sempre anche tenere conto dei fattori etici legati al trattamento dei dati. ┌

Abbonarsi a werk-material.online werk-material.online offre affidabili valori di riferimento su opere e progetti. I soci SIA possono stipulare un abbonamento annuale a una tariffa preferenziale di 425 franchi. Online: werk-material.online/#/

*Specialista Comunicazione SIA **Caposervizio Processi digitali SIA

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L'interdisciplinarità è nel DNA della SIA Carola Etter-Gick Capo del servizio Comunicazione SIA

I temi all'ordine del giorno durante l'Assemblea dei delegati SIA erano numerosi. I delegati hanno dato luce verde alla pubblicazione del regolamento SIA 144 e approvato una nuova strategia societaria. Ecco un resoconto del presidente Peter Dransfeld1 e del direttore Christoph Starck.2

Signor Dransfeld e signor Starck, se guardate a questo primo anno trascorso ai vertici della SIA, quale momento vi è ri masto particolarmente impresso nella memoria? Peter Dransfeld: Un ricordo memorabi le è sicuramente quello della mia nomina in veste di presidente. Per forza di cose, le elezioni si sono tenute solo da remoto, ma non dimenticherò mai quel giorno. An che le settimane successive sono rima ste ben impresse nella mia memoria. Do po tante nuove impressioni, è seguito un periodo introduttivo, in cui ho potuto ave re una visione d'insieme, conoscere me glio il lavoro e fare una prima analisi. Christoph Starck: Per me un momento cruciale è stato quello dell'Assemblea dei delegati, tenutasi il 29 aprile a Losan na. Dopo un'AD 2020 avvenuta soltanto in forma scritta e un'AD 2021 virtuale, fi nalmente quest'anno abbiamo potuto ri unirci di nuovo tutti in presenza.

Con l'uscita dei due vicepresidenti Adrian Altenburger e Daniel Meyer, an dranno occupate due cariche importanti all'interno del Comitato. Chi prenderà il te stimone? PD: Siamo giunti alla conclusione che, per garantire una certa continuità, il testimone andasse preso da due mem bri già facenti parte del Comitato. Ab biamo trovato due candidati ideali nelle persone di Alain Oulevey e Urs Rieder. Entrambi saranno eletti ufficialmente in veste di vicepresidenti in occasione della prima seduta che il Comitato terrà nella sua nuova composizione. Un crite rio importante è stato quello di assicura re una rappresentanza equilibrata dei gruppi professionali, delle regioni lin guistiche e di genere. Tale rappresen tanza è garantita, in particolare se si considerano i componenti del Comitato nell'insieme, in cui si annovera anche una forte presenza femminile.

I delegati hanno nominato quattro nuovi membri del Comitato: Marco Wald hauser, Salome Hug, Federico Ferrario e Barbara Wittmer. Che cosa significano queste elezioni per voi, nelle vesti di presi dente e direttore? PD: Riuscire a trovare quattro validi successori per i membri uscenti del Co mitato, composto complessivamente da undici persone, è stata una bella sfida. E ciò soltanto un anno dopo che, in seno al Comitato, erano già stati nominati tre nuovi membri. Sulla base di tali premes se sono sollevato dal fatto che tre dei membri entranti conoscano già bene la nostra Società. Al contempo, il quarto membro eletto potrà far confluire una visione dall'esterno, portando una ven tata di aria fresca. CS: Sono molto soddisfatto che, ac canto alle discipline più spesso rappre sentate, siedano ora nel nostro Comitato anche un ingegnere forestale e una geo grafa. Di fatto, l'interdisciplinarità è nel DNA della SIA.

I delegati hanno discusso alcuni temi di fondo. Tra questi la pubblicazione del Regolamento per la procedura di scelta dei mandatari SIA 144. Con il via libera alla pubblicazione, la SIA compie un importan te passo avanti nel settore degli appalti. PD: Con la revisione del SIA 144 ci sia mo impegnati per realizzare uno degli obiettivi che più stanno a cuore alla SIA, quello di garantire un'aggiudicazione giusta, equa e conforme al mercato. In un momento come quello attuale, in cui interveniamo sempre più spesso sul pa trimonio costruito e cerchiamo i miglio ri specialisti, la procedura di scelta dei mandatari acquista importanza. CS: Per quanto riguarda l'intero ven taglio di possibili commesse, dai piccoli mandati agli enormi progetti per la rea lizzazione di nuove costruzioni, la SIA detiene una posizione ben chiara che traspone nei propri regolamenti. Ma il lavoro non finisce qui, ci vogliono linee guida che descrivano nel dettaglio i no stri principi e che illustrino come mette

re in pratica, concretamente, quanto sancito sulla carta. L'AD ha anche approvato una nuova strategia societaria. In futuro la SIA inter verrà in modo completamente diverso? PD: L'idea non è di reinventare la SIA, bensì di mettere nero su bianco una linea strategica chiara che ne illustri l'operato. CS: La nuova strategia porta chiarezza su diversi punti, mettendo l'accento su ciò in cui possiamo migliorarci ancora e sulle priorità su cui dobbiamo focalizzarci. Al centro vi è, come sempre, il contributo es senziale, apportato dai nostri soci, nel da re forma a un ambiente di vita sostenibile. Con la costituzione della Commissione centrale per la gestione delle informazioni (ZI) è nato un nuovo organo. Con che van taggi per la SIA? CS: La ZI è chiamata a intervenire co me commissione trasversale e a occupar si di tutte le questioni che concernono la gestione delle informazioni nell'ambito delle norme e dei regolamenti. Per la SIA questo è un campo d'azione cruciale ed estremamente dinamico. Sono molto soddisfatto che la presidenza della ZI sia stata affidata a Christoph Maurer. Il neo presidente della ZI potrà fornire consu lenza in materia di gestione delle infor mazioni e dei dati, nell'ambito di grandi progetti. Maurer, forte del suo solido ba gaglio di competenze, può affiancare la SIA nel profilarsi al meglio in quello che è il dibattito sulla digitalizzazione. Signor Dransfeld, con quale progetto esordirà in questo secondo anno di presi denza SIA? PD: Per prima cosa voglio consolida re la collaborazione tra il nuovo Comita to e il nostro Ufficio amministrativo. In sieme al Comitato, quale organo strategico, metteremo in pratica la nuo va strategia societaria che contempla sei temi prioritari e altrettanti campi d'a zione strategici.

Il nostro Edificio strategico

Con la nuova strategia, non è che la SIA si sia reinventata. La visione lo di mostra. Anche la missione definita è quella che conosciamo. Ma allora che cosa c'è di nuovo? CPB: I sei campi d'azione, che saran no messi in atto attraverso progetti con creti, sono rivolti al futuro. Fissano la di rezione in cui si muoverà la SIA e in cui si svilupperà la nostra categoria profes sionale. Siamo messi di fronte a numero si fattori che stanno cambiando profon damente il nostro settore, uno fra questi è la digitalizzazione. È chiaro che i Millenials lavoreranno in modo completa mente diverso da me. Parliamo di questi sei campi d'azione: quali sono gli elementi chiave?

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Visione COMUNIC ATI

Insieme creare ambiente di Insieme perper creare ununambiente divita vitasostenibile sostenibile

Missione Valori per il settore della costruzione

Valori soci Valori per per ii soci

Valori per il settore della costruzione

Valori società Valoriper per la la società

Prestazioni Servizi peri Servizi per i soci soci

Intercon- Regolamenti Regolamenti nessione

Interconnessione

Norma Norme

Trattamento ComunicaDifesa di Trattamento Difesa di Comunidi temi interessi cazione interessi disociali temi zione sociali

Come

Signora Pont Bourdin, il Comitato ha cominciato a lavorare alla nuova strate gia nel 2018. Ripercorre con noi le princi pali tappe del processo strategico? Carole Pont Bourdin: L'elaborazione di una nuova strategia richiede grande impegno. Inoltre, con l'arrivo della pan demia, siamo stati costretti a interrom pere i lavori. Il Comitato ha posto le basi iniziali, in seguito abbiamo costituito di versi gruppi, composti dai rappresen tanti delle sezioni, dei gruppi professio nali, includendo anche la Rete donna e SIA e i giovani soci. In occasione del Forum SIA, tenutosi in autunno 2021, abbiamo riflettuto e tratto un bilancio sul cammino percorso fino a quel momento. Il Comitato ha poi raccolto i risultati emersi da tale analisi, sintetizzandoli nel cosiddetto Edificio strategico, ora approvato dai delegati.

1 Christoph Starck e Peter Dransfeld durante l'AD SIA del 29 aprile. Foto Reto Schlatter 2 L'Edificio strategico presenta un condensato di tutto ciò che la SIA vuole raggiungere sul lungo periodo. Il grafico mostra l'obiettivo principale, il compito prefissato e le modalità per ottenerli. «Visione» e «Missione» spiegano il perché dell'esistenza e dell'impegno della SIA. Come si affronti la visione e la missione è riportato sotto «Prestazioni», mentre in corrispondenza delle «Fondamenta» sono indicati i protagonisti che intervengono al fianco di SIA e i capisaldi del lavoro.

Perché

Agire con coraggio e lungimiranza Riuniti in Assemblea, i delegati SIA hanno approvato una nuova strategia so cietaria. Carole Pont Bourdin3 volge lo sguardo al processo strategico e illustra la nuova prospettiva con cui la SIA inten de affrontare il futuro.

Fondamenta Governcance e organizzazione

Governance e organizzazione

Commissioni Commissioni

Risorse Risorse e e strumenti strumenti

Collaboratori Collaboratori

Collaborazione cultura Collaborazione eecultura

Gruppiprofessionali professionali Gruppi

Sezioni Sezioni

Soci Soci

CPB: Il punto fondamentale è che la nostra voce venga ascoltata e compre sa. Dobbiamo insomma prendere in ma no le redini nella gestione dei temi prio ritari SIA e fare in modo che la nostra Società sia maggiormente percepita dall'opinione pubblica. Ci muoviamo in un contesto dinamico, il che presuppo ne coraggio e lungimiranza nelle nostre azioni. Tutto ciò sempre a vantaggio dei nostri soci e focalizzandoci sulla colle zione di norme SIA. In quest'ottica, la collaborazione basata sulla fiducia e su un rafforzato senso di appartenenza co stituisce una base importante. Come si concretizzano tali campi di azione? Potrebbe spiegarcelo, partendo dall'esempio di un progetto che pren derà presto il via? CPB: La mia idea è quella di lavorare con un gruppo di riflessione, per pensa re a come sarà la società del 2040 e al ruolo della SIA in questo contesto. Sia mo chiamati a creare nuove visioni e da re forma a ciò che ancora non esiste.

Dobbiamo pensare in un'ottica nuova e, partendo da tale prospettiva, riflettere sulla nostra strategia societaria. Paral lelamente, è nostro compito portare avanti la messa in atto della strategia societaria attraverso progetti attuali e valutare costantemente il nostro proce dere. Ad esempio, in modo partecipati vo, con il Forum che si terrà nuovamen te il prossimo autunno e in occasione del quale torneremo a coinvolgere diver si attori interessati.

Note: 1. Peter Dransfeld ha condotto a Losanna la sua prima Assemblea dei delegati tenutasi in presenza. È titolare di uno studio di progettazione ed è stato eletto presidente SIA un anno fa. 2. Christoph Starck è alla guida della SIA in veste di direttore da novembre 2019. 3. Carole Pont Bourdin, architetto e membro del Comitato SIA dal 2018, ha in mano le redini del gruppo di lavoro incaricato del processo strategico.

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18.05.22 15:20

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Attività Loris Dellea Architetto, direttore CAT

L’ottimismo legato al miglioramento della situazione sul fronte della pande mia, che ha caratterizzato gli ultimi no stri due anni, ha lasciato purtroppo ve locemente campo allo sconforto generato dalla guerra in Ucraina e alle tremende e assurde immagini di distru zione, di tante e troppe vittime inutili e innocenti. Malgrado questo poco favorevole contesto, che si ripercuote anche pe santemente sulle attività quotidiane e nell’ambito lavorativo della progettazio ne e dell'edilizia in genere, la CAT ha ini ziato il 2022 adoperandosi per concre tizzare quanto stabilito nella strategia 2022-2025 approvata a fine 2021 dai membri della sua Assemblea. La revisione delle priorità della CAT ha indicato la necessità di rafforzare al cune attività partendo innanzitutto con quella di imporsi definitivamente quale unica interlocutrice verso il Con siglio di Stato, l’Amministrazione can tonale e quelle comunali per tutti i temi concernenti la tutela e la promozione degli interessi delle nostre categorie professionali. Obiettivo che può essere raggiunto solo attraverso un costante lavoro di lobby, di azione politica con i parlamentari ma anche con un assiduo lavoro di coordinazione delle attività di tutte le associazioni appartenenti alla CAT. Da consolidare sono sicuramente le at tività riguardanti le commesse pubbliche e gli osservatori della CAT, la Legge edili zia e i temi sulla pianificazione e urbani stica. Da mantenere sono invece le attivi tà relative alla formazione continua e al rapporto con gli istituti scolastici ticinesi (USI e SUPSI), alla piattaforma Costruzio neTicino (CAT-UAE-SSIC-UNIA-OCST) e

a tutti gli eventi e manifestazioni utili alla promozione dell’ingegneria e dell’archi tettura. Le preoccupazioni che affliggono le nostre professioni sono molte: iniziano dalla paura di perdere un sapere e una cultura della costruzione locale, dalla fuga dal Ticino delle eccellenze con una continua perdita socioculturale delle nostre professioni e arrivano fino al ti more di non avere più un solido tessuto edile a favore di un’importante risorsa economica locale. I nostri professionisti, la CAT e tutte le associazioni professionali vogliono in vece operare per un territorio con più valore e più sostenibile, nell’interesse pubblico. Difendendo la qualità delle professioni, la sopravvivenza degli studi e la formazione, collaborando allo svi luppo del Ticino anche attraverso la re sponsabilità sociale delle imprese e il CCL che vuole garantire salari minimi a ingegneri, architetti e professioni affini. Per ottenere tutto questo dobbiamo agire insieme, lavorando con e per il Committente che è parte attiva nell’indi rizzo e nella conduzione del progetto. Dobbiamo lavorare con il committente e nell’interesse pubblico, secondo auspica ti e attesi progetti di qualità, da raggiun gere secondo tempi e costi condivisi. La CAT, che è il centro di competenza delle nostre professioni, deve quindi col laborare con il committente, rafforzare il dialogo continuo con tutte le autorità pubbliche e la loro amministrazione af finché possa sostenere verso i propri so ci e i propri membri soluzioni e indirizzi condivisi. Il dialogo e gli incontri su temi di inte resse comune, in sintonia con la cultura della costruzione, devono sorreggersi su riflessioni interne e decisioni condivise. Per esempio, attraverso la condivisio ne e l’appoggio unanime dei progettisti al criterio della plausibilità del prezzo e delle ore nei concorsi per prestazioni o

l’offerta di una tariffa oraria consona al le prestazioni da effettuare, soprattutto dopo che il Consiglio di Stato ha dato al la CAT la sua disponibilità di rivedere al rialzo la tariffa oraria applicata per le prestazioni da ingegnere e architetto per gli incarichi diretti. Come pure l’impegno da parte dei professionisti a procedere all’elabora zione dei progetti pubblici nel massimo rispetto delle procedure di concorso e al loro incondizionato sostegno. Un tema che occuperà prossimamen te la CAT è la definizione del ruolo e dei compiti che la Direzione lavori svolge nelle fasi di progettazione. Quando ini ziano e terminano le sue prestazioni o come variano in funzione del tipo di ope ra e del genere di professione (architet to, ingegnere civile, impiantista ecc.). Sarà l’occasione anche per capire se ha senso dividere le prestazioni in am ministrative e tecniche e come interve nire in fase di realizzazione in relazione a quanto chiesto dal Consiglio di Stato nella revisione della LE/RLE. Per le risposte a tutte queste questioni sarà quindi aperta una discussione tra tutte le associazioni sulla definizione e il ruolo della DL, con l’obiettivo di elaborare un documento finale che potrà essere utile a tutti i professionisti e Committenti. Esiste purtroppo un sentimento dif fuso che gli architetti e gli ingegneri e le loro associazioni di categoria siano vi ste come un disturbo nel processo edili zio e una fonte di costi aggiuntivi e inuti li. Non si tratta solo di un sentimento, ma di una situazione comprovata nei fatti, sentita in discorsi pubblici e letta in articoli apparsi sui media, contro sin goli progettisti o progetti o a reazione di nostre azioni e richieste. Compito di tutti noi deve essere quel lo di mostrare l’importanza e il ricono scimento del ruolo che gli ingegneri e gli architetti svolgono per lo sviluppo del Ticino.

L'importanza di un buon bando per un concorso e della responsabilità degli architetti Pablo Valsangiacomo In questi giorni ricorrono i sessant'anni della decisione da parte del Consiglio co munale di Lugano di edificare il Palazzo dei Congressi dietro Villa Ciani, in seguito costruito e portato a termine nel 1975. All'epoca, nel 1961, la posizione fu og getto di una perizia dell'architetto Al berto Camenzind che identificò sei luo ghi più o meno idonei tra Paradiso e Campo Marzio, esprimendosi però a fa vore di piazza Castello, sul lato setten trionale di Villa Ciani. L'anno seguente la commissione approvò tale ubicazione con qualche polemica. Infatti furono presentati due rapporti, quello di mag gioranza a favore di tale proposta e quello di minoranza che sosteneva l'i dea di posizionare il Palazzo a Campo Marzio nord. Quest'ultimo rapporto af fermava che «la costruzione del Palazzo dei Congressi sull'area delle casermet te, del maneggio e del terreno del Parco a levante del maneggio produrrebbe di minuzione e danno alla Villa Ciani, edi ficio d'alto valore storico e artistico, […]. Una costruzione come il previsto Palaz zo dei Congressi, anche se contenuto en tro modesti schemi, infliggerebbe alla Villa un danno grave, e ne scapiterebbe anche il Parco. […] Con la soluzione Cam po Marzio il Palazzo potrà in futuro esse re ingrandito e, oltre a manifestazioni

congressuali, potrà essere utilizzato co me nocciolo di eventuali manifestazioni di mostre, mercati, fiere che richiedono più spazi in sito che non i Congressi». Ma nell'aprile del 1962 il Consiglio co munale optò per l'ubicazione di piazza Castello, considerata più idonea in quanto non si voleva decentrare ecces sivamente il nuovo polo. A distanza di qualche decennio fa sorridere l'idea che Campo Marzio potesse essere conside rato lontano dalla città, ma all'epoca questo aspetto fu determinante, in par ticolare fu favorito questo sedime per la vicinanza al centro città e al Kursaal (do po congressi e conferenze la serata sa rebbe goliardicamente proseguita nel casinò), ma anche per utilizzare simbio ticamente la villa. Francesco Chiesa, all'epoca presi dente della Commissione cantonale Mo numenti Storici, contrario alla decisione comunale scriveva: «tutti sanno […] che cosa sia per Lugano quella stupenda zo na verde che s'estende a levante della città: i suoi alberi e la sua villa, i suoi via li e le rive libere». Nel frattempo l'opposi zione si era fatta più grande e organizza ta e in appena un mese furono raccolte 1'200 firme per indire un referendum. Gli architetti ticinesi presero nel frat tempo posizione a favore dell'ubicazio ne a Campo Marzio nord, avversando l'i dea di intaccare il contesto di Villa Ciani e demolirne delle componenti. Infatti il sedime scelto dal Consiglio comunale avrebbe previsto la demolizione del ma neggio, che con le sue due ali a semicer chio, costituiva un'importante entrata alla villa e le casermette che ne defini vano il confine su viale Cattaneo. Pur troppo la votazione, avvenuta nell'otto bre dello stesso anno, fu inflessibile: 1'283 favorevoli e 892 contrari. Il popolo è sovrano e, come pochi anni dopo per la legge urbanistica del 1969, si dimo strò poco lungimirante e complice nel futuro sviluppo territoriale ticinese.

Fu quindi indetto il concorso d'archi tettura al quale però la grande maggio ranza degli architetti ticinesi decise di non prendere parte. Scriveva Paolo Fu magalli nel 1976: «un gesto questo di rara coerenza, che non trova altri confronti nella storia dell'architettura ticinese, né in epoche precedenti né tantomeno in quelle successive». Infatti vincitore del concorso fu uno studio di architettura d'Oltralpe, Otto & Associati di Basilea. Il risultato è da quasi mezzo secolo davanti agli occhi della cittadinanza. L'antica dimora prima immersa nel par co è ora brutalmente accostata al mo derno volume in calcestruzzo; il maneg gio e le casermette non esistono più e la parte settentrionale del parco è stata eliminata per far posto a un posteggio. In seguito si cercò di riqualificare l'area attraverso un concorso di architettura indetto nel 2004 che prevedeva di inter rare i parcheggi per far posto a una piaz za. Vinto da Giraudi & Wettstein e Paolo Bürgi il nuovo intervento ha migliorato il contesto, ma non risolve completamente lo sfregio subito dalla villa e del parco. Per coloro ai quali piace addossare agli architetti tutte le colpe della specu lazione e della demolizione di vecchi edifici cittadini, questo può essere un aneddoto interessante. Per un buon pro getto ci vuole un buon committente (e quindi un buon bando di concorso e una giuria attenta e competente) e un archi tetto all'altezza, anche etica, del compi to. Snozzi diceva: «prima di tutto l'archi tetto deve avere una coscienza morale per poter lavorare. Senza questa diven ta un disastro, un pericolo pubblico».

I risultati dei concorsi su competitions.espazium.ch/it

CONCORSI 49

Storia di un concorso

PROGE T TI TI 50

Casa Sant'Agnese Cristiana Guerra Ai piedi di un magnifico pendio vi gnato, con vista su Lago Maggiore, Delta della Maggia e Piano di Magadino, si tro va la clinica Sant'Agnese, costruita negli anni Quaranta dall'architetto Bruno Bru noni e ampliata dal figlio Decio negli an ni Sessanta. Tra i personaggi illustri, la clinica ha ospitato il pittore Paul Klee e lo scrittore Erich Maria Remarque. Appartenente al Convento di Ingen bohl, alcuni anni orsono la clinica ha ces sato la sua attività e le suore di lingua madre italiana hanno avuto la necessità di trovare una nuova casa che le potesse ospitare dopo una vita di servizio nelle scuole e negli ospedali del Ticino. Sotto questo auspicio è nata a Mural to la nuova Casa Sant'Agnese della Con gregazione delle Suore della Santa Cro ce di Ingenbohl. La nuova struttura, situata a monte del pendio vignato so pra la storica clinica, è stata concepita come un vero e proprio convento, inseri to tra le strutture ottocentesche della li monaia e degli orti pensili. Dalla strada a monte, costeggiando un nuovo viale alberato e il tetto giardino della nuova costruzione – il cui disegno a filari riconduce alle geometrie dei giardi

ni conventuali – si giunge in una piazzet ta che si apre sul paesaggio circostante. Qui la scultura di San Francesco (Remo Rossi, 1938), recuperata dalla clinica sot tostante, invita a entrare tramite una scalinata che scende al livello inferiore. Ad accogliere il visitatore vi è anche la gi gantografia di una stampa ottocentesca del primo convento della congregazione, che caratterizza l'ingresso a livello della piazzetta, dove un ascensore collega tut ti i piani dell'edificio. Dall'atrio si accede alla cappella, che si configura con un volume separato, ca ratterizzato da aperture mirate a cattu rare la luce sull'arco della giornata. La campana, proveniente dalla prima cap pella dell'ospedale di Coira e suonata manualmente, è incorniciata da un'a pertura che porta la luce del mattino all'interno dello spazio. La luce zenitale illumina il tabernacolo, proveniente dal la Chiesa di Sant'Eugenio, mentre sull'altare vibra il Crocifisso dello sculto re Selim Abdullah, appositamente crea to per questo luogo. Si prosegue attraversando una lumi nosa biblioteca, affacciata su una corte aperta verso il paesaggio lacustre, che funge da filtro verso gli spazi più intimi delle venti celle conventuali. Le zone comuni e di circolazione del le celle si affacciano su un chiostro, do ve vengono coltivate piante medicinali tipiche dei conventi.

Le celle, disposte su due livelli, sono caratterizzate da un elemento aggettan te – una sorta di bow window contenen te un piccolo balcone e uno scrittoio – proiettato sul paesaggio circostante a sud verso il lago e a est verso un giardi no di ulivi, al quale hanno accesso diret to alcune celle. Il refettorio, situato sotto la bibliote ca, si trova a diretto contatto con il giar dino a corte, aperto sul lago e diretta mente collegato alla cucina. Un sistema di percorsi fa confluire tutti gli spazi esterni nella vecchia via del vignaiolo, un attraversamento pedonale parallelo al le curve di livello, che congiunge ancora oggi la limonaia all'orto pensile. Questo percorso ha definito la quota di parten za della nuova costruzione, che poggia in aggetto sui suoi muri in pietra, for mando in parte un portico protetto. La struttura statica con lame portan ti di cemento armato è stata l'occasione per ritmare i corridoi delle celle, creando piccoli atri antistanti, che diventano luo ghi di incontro, in analogia alla tipologia dei corridoi dei conventi. Oltre al cemento armato gettato in opera con casseforme metalliche prefab bricate, sono stati impiegati granito della Valle Maggia per le zone sanitarie, legno di rovere per pavimenti e arredi e allumi nio trattato con polveri elettrostatiche per i serramenti.

30m

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Luogo: Muralto Committenza: Institut Ingenbohl Mutterprovinz Schweiz, Brunnen Architettura e Direzione lavori: Studio di architettura Cristiana Guerra, Bellinzona collaboratori: M. Bagutti, L. Bianchi, S. Rigo Ingegneria civile: Messi & Associati SA, Bellinzona Impresa: Matteo Muttoni Costruzioni SA, Bellinzona Progetto impianti RVCS: renner engineering Sagl, Sementina Ingegneria elettrotecnica: L. Vignola, I. Manzella, IFEC Ingegneria SA, Rivera Fisica della costruzione: M. Bogatto, V. Crespi, IFEC Ingegneria SA, Rivera Acustica: M. Bogatto, IFEC Ingegneria, Rivera Illuminotecnica: M. Montagner, Tulux SA, Tuggen Geologia: TBag-e Sagl, Caslano Foto: Luca Ferrario, Maroggia; Marcelo Villada Ortiz, Bellinzona Date progetto: realizzazione: 2018-2020 Pianificazione energetica: IFEC Ingegneria SA, Rivera Certificazione o Standard energetico: edificio conforme al RUEn del settembre 2009 Intervento e tipo edificio: costruzione nuova Categoria edificio, (Ae): categoria II (edificio plurifamiliare), Ae = 1703 m2 Fattore di forma (Ath/Ae): Ath/Ae = 1,82 Riscaldamento: produzione del calore 100% mediante pompa di calore con sonde geotermiche Acqua calda: produzione dell'acs mediante pompa di calore con sonde geotermiche (copertura 69%) e impianto solare termico (copertura 31%)

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Testo e disegni Studio di architettura Cristiana Guerra Foto Luca Ferrario

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1 Sezione trasversale 2 Pianta livello -1 3 Pianta livello -2 4 Sezione longitudinale 5 Pianta di dettaglio del modulo abitativo 6 Sezione di dettaglio

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VMC e Free Heating: la soluzione Alpac per ridurre i consumi senza rinunciare al benessere indoor Grazie alla speciale funzione Free Heating, che immette negli ambienti indoor l’aria esterna quando essa risulta essere ad una temperatura più gradevole, il sistema di VMC a scomparsa FlowSMART di Alpac migliora il comfort abitativo contenendo i costi in bolletta.

Ricorrere agli impianti di riscaldamento o di climatizzazione è fondamentale per rendere più confortevoli le stanze durante la giornata. Tuttavia, l’utilizzo sregolato di questi sistemi può diventare un problema sia in termini di salute che di consumi energetici. Una soluzione particolarmente efficace per evitarne l’eccessivo impiego è sfruttare la temperatura esterna nei periodi in cui essa risulta più favorevole rispetto a quella interna, come ad esempio le mezze stagioni. Per questo nel sistema VMC a scomparsa FlowSMART, Alpac ha implementato la funzione Free Heating, una tecnologia intelligente che permette di riscaldare in modo naturale l’ambiente interno beneficiando proprio della differenza di temperatura con l’esterno. La stessa funzione è disponibile anche in modalità Free Cooling che opera secondo lo stesso principio ma all’inverso, per raffrescare i locali senza l’utilizzo di sistemi di climatizzazione. Come funziona il Free Heating Quando l’aria outdoor raggiunge una temperatura superiore rispetto a quella indoor, il sistema di VMC a scomparsa FlowSMART la immette automaticamente all’interno dell’ambiente mantenendone invariata la condizione termica originaria. In questo modo viene introdotta aria naturalmente calda negli spazi domestici anche a finestra chiusa, garantendo una salutare ae-

reazione della stanza e un riscaldamento naturale e a costo zero. Particolarmente efficace nelle mezze stagioni quando la temperatura esterna è più confortevole, questa tecnologia Alpac, non necessitando di ulteriori apporti energetici, consente un’effettiva riduzione dei consumi e un risparmio in bolletta fino al 50%. Aria salubre, senza dispersioni Ideale sia per la nuova edilizia che per interventi di retrofit, FlowSMART è un sistema “invisibile”, un’unità di Ventilazione Meccanica Controllata plug-in che scompare all’interno della muratura senza bisogno di canalizzazioni, ma lasciando a vista solamente l’elegante cover. Oltre alla funzionalità Free Heating presenta di serie anche un filtro F7 in grado di purificare l’aria esterna da batteri, pollini e polveri sottili PM10 e PM2,5 e uno scambiatore di calore entalpico a doppio flusso incrociato controcorrente che consente un recupero continuo dell’energia termica fino al 90%. Queste tecnologie assicurano aria salubre all’interno degli ambienti in ogni momento, evitando allo stesso tempo le dispersioni legate all’apertura delle finestre per la ventilazione manuale. Ma non solo: il ricambio dell’aria permette anche di regolare il livello di umidità e di mantenere ideali le condizioni climatiche della stanza, contrastando la formazione di condensa e di muffa in modo naturale. Alpac Showroom & Ufficio Commerciale: c/o Isoltrade Sagl ∙ Via Cantonale 87 ∙ 6818 Melano (TI) T. +41 76 570 20 15 ∙ www.alpac.ch

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A Stabio il primo SNBS ticinese Studio di Progettazione Martinelli e Rossi Il nuovo edificio residenziale proget tato e costruito a Stabio ha ricevuto la pre-certificazione Minergie P-ECO – SNBS, e un encomio all'Active House Awards 2022 tenutosi a Rotterdam in aprile. Si tratta del primo edificio in Ti cino a raggiungere il più alto standard svizzero di costruzione sostenibile (SNBS). Il modello urbanistico a cui ci si riferi sce è quello della smart city, o città intel ligente, con la concretizzazione di mo delli abitativi comunitari secondo le più recenti modalità di smart living e di co-working. Nella fattispecie si è proget tato un hub residenziale per locazioni di breve durata: un edificio a metà strada fra una residenza plurifamiliare e una struttura alberghiera. Ventidue appar tamenti arredati e completi di tutte le suppellettili, pronti ad essere abitati an che per poche settimane, e dotati di uno standard Konnex KNX per una domoti ca al servizio della sostenibilità. Alcuni esempi di automazione dell'edificio ri guardano il controllo dello stato delle fi nestre affinché non vengano lasciate di strattamente aperte, o la disattivazione delle alimentazioni elettriche in prossi mità dei letti per l'abbattimento delle ra diazioni non ionizzanti a garanzia della salute degli ospiti, e altre strategie per li

mitare gli effetti dannosi dell'elettro smog negli ambienti costruiti. L'edificio promuove anche la mobilità elettrica con colonnine di ricarica per le automobili, e mette a disposizione degli inquilini alcune biciclette elettriche, che unite a batterie di accumulo di nuova ge nerazione posate nelle centrali tecnologi che permettono il 100% dell'autoconsu mo dell'energia prodotta da un impianto fotovoltaico da 23'000 kW/h l'anno. Le celle fotovoltaiche in silicio cristal lino sono state incastonate nelle faccia te sud e ovest, integrandole nel rivesti mento in sughero a vista. Una piccola porzione del tetto verde è anch'essa occupata da celle fotovoltai che supplementari, ma senza limitare la presenza del verde estensivo che insie me alla sistemazione degli spazi esterni partecipa alla rigenerazione e arricchi mento della biodiversità del contesto li mitrofo (flora e piccola fauna con parti colare attenzione all'avifauna). La compattezza volumetrica della nuo va edificazione è stata un prerequisito per poter garantire l'alto standard ener getico, e il contesto sorgivo ha permesso di accedere al vettore energetico in asso luto più sostenibile: l'acqua di falda. Il fabbisogno di riscaldamento è co perto da due pompe di calore acqua/ac qua (potenza nominale 2 x 28.8 kW) con un'efficienza molto alta (CLA 4.74). L'acqua calda sanitaria viene prodot ta attraverso le stesse termopompe ad acqua di falda dedicate al riscaldamento. Tutti gli ambienti riscaldati dell'edifi cio sono dotati di ventilazione meccani ca, con lo scopo di effettuare il ricambio d'aria igienico limitando sprechi energe

┌

tici. L'aria di immissione viene filtrata da filtri di classe F8, e gli apparecchi di ven tilazione sono dotati di recuperatori di calore entalpici. Grazie a queste premesse virtuose, è importante segnalare che il Minergie P è garantito comprendendo anche i consu mi maggiorati da un sistema di climatiz zazione con sistemi radianti e ventilcon vettori. L'impianto di raffrescamento funziona di base totalmente in freecooling (acqua di falda) e, per la copertura dei picchi estivi, i ventilconvettori posso no essere alimentati da acqua refrigera ta prodotta dalle termopompe con un rapporto di efficienza energetica EER molto alto ed equivalente a 5.72. Lo sviluppo in altezza è di tre piani fuori terra e il volume interrato si limita a una piccola porzione al centro dell'edi ficio che accoglie le centrali tecnologi che. La hall di ingresso è concepita co me il cuore centrale dell'«organismo edificio» all'interno della quale transita no tutte le dorsali impiantistiche princi pali, oltre che fungere da spazio a uso collettivo insieme ad altri locali collocati sia al piano terreno che ai piani superio ri. I serramenti sono di legno e i parapet ti, nonché ripari acustici per i loggiati, sono di vetro stratificato. Le protezioni solari sono risolte con sistemi di tende esterne a rullo. Il sughero di facciata avvolge la strut tura portante di legno intelaiato. L'idea della facciata è quella di ricostituire una corteccia tecnologica con un motivo che richiama il mondo digitale dei codi ci a barre verticali intercalati ai moduli minerali fotovoltaici, tutto ciò attraver so l'utilizzo di materiali ecosostenibili.

Luogo: Via Gaggiolo 12, Stabio Committenza: Stabio Life SA, Lugano Architettura e Direzione lavori: Studio di Progettazione Martinelli e Rossi Sagl, Mendrisio Collaboratore: F. Di Palma Architettura del paesaggio: Eambiente Consulenza Ambientale, Lugano Impresa: Garzoni SA, Lugano; Xilema SA, Bedano Ingegneria civile: Studio di ingegneria Roberto Mondada, Balerna Progetto impianti RVCS: Visani Rusconi Talleri SA, Taverne Ingegneria elettrotecnica: Studio d’ingegneria Piona Engineering SA, Manno Fisica della costruzione e acustica: Ifec Ingegneria SA, Rivera Fotovoltaico: Supsi Pvlab, Mendrisio; Alsolis SA, Mendrisio Illuminotecnica: Swiss Professional Lighting Design SA, Paradiso Geologia: Consulenze geologiche e ambientali SA, Morbio Inferiore Progetto serramenti: Veragouth SA, Bedano; Progetto 3000 SA, Cadro Fotografia: Marco Introini, Milano Fotografia aerea: Alberto Canepa, Mendrisio Fotorender: Visiva Sagl, Camorino Date: progetto 2020, realizzazione 2022 Pianificazione energetica: Ifec Ingegneria SA, Rivera Certificazione o Standard energetico: Minergie TI-011-PECO, precertificato SNBS Intervento e tipo edificio: costruzione nuova Categoria edificio, (Ae): 1'520 m² residenziale, uffici 222 m² Fattore di forma (Ath/Ae): 1.5 Riscaldamento: 100% pompe di calore acqua/acqua (2x28.8 kW) CLA = 4.74 Acqua calda: 100% pompe di calore acqua/acqua CLA = 3.86 Raffrescamento: freecooling ad acqua di falda Elettricità: fotovoltaico 27.58 kWp, 23'000 kW/h anno Requisito primario involucro dell’edificio: 19 kWh/m² a (limite 20.3 kWh/m² a) Indice Energetico Complessivo (da certificazione): 60.2 kWh/m² a (limite 61.5 kWh/m² a) Energia grigia: 42 kWh/m² a (limite 42.55 kWh/m² a) Particolarità: aria di immissione filtrata da filtri di classe F8. Apparecchi di ventilazione dotati di recuperatori di calore entalpici. Per copertura dei picchi estivi, i ventilconvettori alimentati da termopompe, EER 5.72. Eventuali: la copertura rivestita con tetto verde estensivo, coordinato con la sistemazione esterna allo scopo di rigenerare la biodiversità del contesto limitrofo. Impianto fotovoltaico integrato nella facciate sud e ovest, parzialmente posato sulla copertura. Autoconsumo dell’energia prodotta grazie a batterie e mobilità elettrica

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Timelapse e Virtual Tour espazium.ch/it/attualita/progetto-scudo

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Pianta piano tipo Pianta piano terra Sezione trasversale Sezione di dettaglio Testo e disegni Studio di Progettazione Martinelli e Rossi Foto Marco Introini

Copertura Substrato tetto verde estensivo parte centrale h minima 150 mm Isolamento termico Swisspor PIR Alu λ=0.22W/mk pendenza 1.5% - 80- 200 mm

Camminamento copertura Bauletto ghiaia perimetrale 100 mm Feltro di separazione, filtro drenaggio, accumulo 40 mm Feltro di protezione e accumulo

Impermeabilizzazione EPDM 1.5 mm Isolamento termico 80 mm L = 600 mm Swisspor PIR Alu λ=0.22 W/mk barriera vapore 3.5 mm - Swisspor Bikuplan LL Eva Stria

Coronamento Impermeabilizzazione EPDM 1.5mm Scossalina metallica di bordo Multistrato 27 mm Listone perimetrale di legno Pannello Alpolic in facciata Parete Pannello fotovoltaico Pannello Barcode 70 mm Pannello corkpan 40 mm Pannello DWD Isolamento in cellulosa Pannello in OSB Isolamento in lana minerale 50 mm Lastra Diamant X 15 mm Pavimento Colla e parquet 13 mm Sottofondo cementizio armato con rete 50x50 mm Filo 2 - 77 mm C30 F5 Foglio di separazione in PE/ serpentine Isolamento acustico ISOCALOR Isover 20 mm Isolamento termico XPS 300 40 mm

Struttura soletta di copertura e finitura interna Lastra triplo strasto in abete Isolamento in cellulosa Lastra triplo strato in abete Isolamento acustico lana minerale 30 mm Cartongesso Diamant X _ 15 mm

Solaio e plafone interno Struttura in XLAM Isolamento acustico lana minerale 30 mm Cartongesso Diamant X _ 15 mm

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Plafone loggia Pannello corkpan 120 mm Pannello MD facciata 40 mm Pavimento loggia Listelli in legno Ipè Manto impermeabile EPDM 1.5 mm Isolamento termico in pendenza 1,5% 80-100 mm Swisspor PIR Premium Plus

68 /88

Plafone portico Pannello corkpan 120 mm Pannello MD facciata 40 mm Solaio e plafone interno Struttura in CA Isolamento acustico lana minerale 30 mm Lastra in cartongesso Cleaneo _ plafone fonoassorbente Pavimento PT Pannelli di sughero Pannello 60/60 cm Knauf Integral DoBo 34 mm Pannello Knauf Vidiwall 15 mm Isolamento termico Swisspor XPS SF 18 cm Barriera umidità + Radon Soprema Sopravap Stik Alu 108 Freno al vapore Sarnavap 5000E Testata platea e pav. Isolamento termico Swisspor XPS 300 14/10 cm Resina bicomponente DryCoat

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ARCHIVI ARCHITE T TI TICINE SI 61

Paolo Zanini (1871-1914): quattro opere perdute Raffaella Macaluso Architetto

Percorrendo il lungolago di Lugano, arrivati all'angolo con via Domenico Fontana oggi appare una brulla distesa di terra, non un albero, non una pietra. Si aspettano le gru, le ruspe e gli scavatori. Presto vi saranno costruiti palazzi con abitazioni di prestigio, vista impagabile, prezzi altrettanto. Ma anche in questo pezzetto di territorio abbandonato alla speculazione si cela una piccola storia. La Fondazione Archivi Architetti Ti cinesi ha ricevuto in donazione il fondo Paolo Zanini, costituito soprattutto dai suoi lavori giovanili. Abbiamo setaccia to gli archivi, in particolare luganesi, per ricostruire il percorso dell'architetto e trovato 33 progetti a Lugano, dei quali almeno 30 realizzati (e 14 ormai demoli ti). Quattro progetti riguardavano pro prio questa proprietà: secondo l'Inventario Svizzero di architettura (INSA) vi sorgeva una dépendence dell'Hotel Bel levue (in seguito l'albergo Bellariva) in un edificio di Zanini del 1905; secondo Il nostro paese 1 vi sorgeva «Villa Maria» opera di Paolo Zanini del 1911. Ma la costruzione da poco demolita quasi sicuramente non è di Zanini, non è stata costruita né nel 1905 né nel 1911 ed era in origine la residenza della fami glia Viglezio (come testimoniato anche dal cartiglio che si trovava sull'entrata principale). In effetti il primo dei progetti di Za nini per la signora «Luigina ved.va fu Ant.nio Viglezio» è del 1905 ma concer neva la ristrutturazione e la sopraele vazione di un «villino» sito nella pro

1 L'Hotel Bellerive in una cartolina degli anni Trenta: dietro si scorge il «villino» con la sopraelevazione dell'architetto Zanini. Fonte AAT

prietà, un po' discosto, nella zona dove oggi si intravedono i vecchi terrazza menti. La mano di Zanini è riconoscibi le: la costruzione molto semplice, origi nariamente dipinta in rosso mattone aveva sull'apertura del prospetto prin cipale un coronamento ad arco con un elemento aggettante molto deciso e sui prospetti laterali quelle cornici di fine stre classiche ma fortemente appiattite e modernizzate con l'uso della pietra artificiale, così care a Zanini. Una ripro posta in chiave semplificata degli ele menti della facciata della Casa delle Monache di via Pestalozzi, da poco ter minata. Nel 1906 Zanini interviene nuova mente con un progetto per una «Veranda e restauro appartamento»2 ai margini della proprietà: il progetto, contenuto in due tavole sbiaditissime, sembra rifarsi a un precedente casolare, quasi sicura mente di uso agricolo, identico nella volu metria, lungo e stretto, appoggiato al confine della proprietà. Nel 1938, sempre con l'identica volumetria fu costruita una casa in pietra, che poteva essere di Mario ┌

Paolo Zanini architetto Cevio Museo di Valmaggia 01.04.2022 - 30.10.2022 La mostra, curata dalla fondazione Archivi Architetti Ticinesi, esplora la figura di Paolo Zanini. Cavergnese d'origine, Zanini si profila agli inizi del Novecento come un architetto influente nel panorama ticinese. Le sue opere spaziano sull'intero territorio cantonale, dalla Valmaggia a Lugano, dove è autore del Cimitero monumentale della Città, fra i più importanti della Svizzera. La mostra si avvale di un ricco archivio di documenti originali donati dagli eredi e da documenti provenienti da archivi pubblici e privati, completati da scritti di storici dell'architettura e dalle fotografie contemporanee scattate da Marcelo Villada Ortiz.

Chiattone ma non lo era. Anche questo edifico è stato demolito. La villa vera e propria invece, costru zione modesta dal punto di vista decora tivo rispetto all'esuberanza di altre ville coeve di via Fontana, come quella di So mazzi al numero 14, non appare nel regi stro delle domande di costruzione del Comune di Lugano e dunque è assai probabile che fosse anteriore al 1904, anno a partire dal quale esiste un regi stro. Ma non ha caratteristiche che la possano identificare come opera di Zani ni: il timpano sopra la finestra centrale e le conchiglie che ornano il coronamento superiore sono elementi che Zanini non ha mai usato, se non nei progetti scolasti ci di Brera. Però intervenne nel 1912 su quello stabile aggiungendo un corpo scale, una balaustra a coronamento del tetto e di nuovo nel 1913 con una veranda fronte lago con pilastri a capitelli corinzi3 (ma chissà se davvero realizzate su suo disegno… il dubbio è lecito: lo stile non è il suo, Zanini morirà l'anno successivo e già nel caso del suo ultimo lavoro, il preto rio di Mendrisio realizzato da Ernesto Quadri, l'ornamentazione delle facciate fu pesantemente modificata). Non conosciamo le successive vicen de proprietarie degli edifici descritti: pri ma dell'abbandono definitivo nella villa si installò un ristorante cinese del quale forse alcuni ricordano i wonton o il pollo ai germogli di soja... Note: 1. «Il nostro paese», settembre 2010, in un elenco di edifici che il Comune di Lugano aveva deciso di non proteggere. 2. Di questo progetto, registrato a Lugano con il nome del progettista sbagliato, era facile perdere le tracce… 3. Non si hanno i disegni di Zanini, ma solo una menzione trovata all'Archivio storico della Città di Lugano da Riccardo Bergossi, grande conoscitore delle architetture luganesi – e non solo – che ci ha aiutato a districarci in questa vicenda.

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La Fondazione Svizzera Pro Venezia è stata costituita nel 1972 dal Consiglio Federale svizzero dando seguito all’appello dell'UNESCO e del Consiglio d'Europa di sostenere Venezia negli sforzi per salvaguardare il suo patrimonio culturale. Opera in stretto contatto con gli organi istituzionali italiani per finanziare progetti di restauro a Venezia, privilegiando opere di architetti o artisti svizzeri. La fondazione contribuisce regolarmente alla manutenzione delle opere restaurate. È membro dell'Associazione dei Comitati Privati Internazionali per la Salvaguardia di Venezia. Ha finanziato il restauro della chiesa di San Stae, della Colonna di Marco, della facciata di Santa Maria del Giglio, dell’altare di Sant’Antonio nella Basilica dei Frari, del Monumento Mocenigo a San Lazzaro dei Mendicanti, del portale dei Carmini e di altre opere a Venezia, sostenendo inoltre diverse pubblicazioni che documentano gli interventi realizzati.

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Paolo Perulli Nel 2050. Passaggio al nuovo mondo Il Mulino, Bologna 2021 La straordinaria attualità dell'ultimo libro di Paolo Perulli traspare fin dalle prime righe del Prologo: «La guerra di tutti contro tutti raffigura il tempo che stiamo vivendo, in cui l'ordine del mon do si è interrotto. Prevale il Disordine: l'o stilità cresce tra gli Stati e negli Stati, tra le società e al loro interno, tra le grandi civiltà sempre meno "civili" e, soprattut to, tra l'uomo e il suo ambiente, l'ecosi stema terrestre». Il libro è uscito nel 2021, eppure il Disordine di cui si parla sembra prefigurare anche la crisi geopolitica le gata alla guerra in Ucraina e con essa il definitivo naufragio della promessa che ha accompagnato la nascita del mondo globale: quella di un mondo più giusto, pacificato e unito dalle leggi del mercato. Va detto che il libro, con una sofistica ta astuzia letteraria, inizia nel 1989 (quando appunto è sorta la grande pro messa appena citata) e si conclude nel 2050, data simbolo per gli obiettivi degli accordi internazionali sul clima. Nel

Stephen Cairns, Devisari Tunas, a cura di Future Cities Laboratory Indicia 03 Lars Müller Publishers, Zürich 2022

mezzo tra queste due date, secondo Pe rulli, la storia della globalizzazione giun ta fino a noi va riletta e ripensata alla lu ce delle drammatiche crisi economiche e sociali che ne hanno accompagnato lo sviluppo: dall'attacco alle torri gemelli (con il conseguente terrorismo interna zionale) fino alla crisi finanziaria del 2008 e alla pandemia del 2020. Tali eventi, riconducibili ai rischi sistemici cui è diversamente esposto il mondo globale, non sono però che il sintomo di una questione molto più profonda, radi cata nel capitalismo e più ancora nelle recenti politiche del neoliberalismo. Per effetto della spregiudicata preca rizzazione del lavoro e dello smantella mento dello stato sociale è innanzitutto sorta una nuova figura sociale, non più riconducibile ai costrutti politici moder ni di popolo e classe: la neo-plebe. La so cietà globale è così sottoposta a una for te polarizzazione: da un lato vi sono le élite cosmopolite, dall'altro il magma delle neo-plebi, con in mezzo un terzo soggetto, le classi creative, una forza in tellettuale potenzialmente rivoluziona ria, ma ancora priva di coesione e di po tere. Tutto questo non è però che un aspetto della crescita globale delle dispa rità economiche, che Perulli riconosce co me il più tipico prodotto della globalizza zione, insieme ai danni dell'antropocene. Entrambe le cose sono infatti legate allo sviluppo irresponsabile e anarchico delle logiche del profitto capitalistico, giunte al punto minacciare l'esistenza stessa del pianeta. Che speranze ci re stano dunque per sfuggire alla spirale distruttiva e autodistruttiva che prende il nome di globalizzazione? Perulli ci indica una via d'uscita tutt'affatto diversa da quella promulga ta dal campo delle retoriche sovraniste che hanno disgraziatamente assunto il monopolio della critica alla globalizza zione: una via che ambisce a istituire un'organizzazione glocale dello spazio,

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cioè capace di produrre nuove sintesi tra il globale e il locale. Deglobalizzare si gnifica in quest'ottica accorciare le cate ne del valore, rompere il monopolio delle multinazionali (specie di quelle legate al le nuove-tecnologie e alla comunicazio ne), rivalutare la specificità dei luoghi co me terreni di innovazione e prossimità sociale, promuovere ovunque le logiche compatibili con le grandi sfide poste dal la transizione ecologica. «L'azione di "sal vare il pianeta" è la più grande azione col lettiva del XXI secolo», e, qualora avesse successo, comporterà necessariamente effetti positivi anche sul piano politico e sociale. Ma avrà successo? L'ultimo capitolo del libro, nello stile letterario degli utopisti dell'Ottocento (si pensi a Bellamy, Looking Backward: 2000-1887), ci trasporta nel fatidico 2050. Qui la globalizzazione ci appare fi nalmente per ciò che è realmente stata: un esperimento sbagliato condotto da un apprendista stregone, e per fortuna ormai concluso. Il mondo è diventato glocale. La sfida della sostenibilità è vinta. Inoltre, nel quadro di un mondo multipolare «L'Unio ne Europea "dall'Atlantico agli Urali" (…) ha attratto a sé Russia e Turchia in nome dell'Antica radice europea e della moder na geopolitica che ne fa le due cerniere tra Occidente e Oriente». Il libro ci tra sporta così anche oltre l'orizzonte della guerra odierna, in un mondo nuovo, nel quale abbiamo il bisogno di credere.

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Archi rivista svizzera di architettura, ingegneria e urbanistica Fondata nel 1998, esce sei volte all’anno. ISSN 1422-5417 tiratura REMP diffusa: 3042 copie, di cui 2873 vendute via Cantonale 15, 6900 Lugano tel. +41 91 921 44 55 redazione@rivista-archi.ch www.espazium.ch Direzione Mercedes Daguerre md Vicedirezione Stefano Milan sm Assistenza al coordinamento Andrea Nardi an Redazione Valeria Gozzi vg Matteo Moscatelli mm Gabriele Neri gn Andrea Roscetti ar Pablo Valsangiacomo pv Graziella Zannone Milan gzm Stefano Zerbi sz Redazione Expromo Federica Botta fb Redazione online Francesca Acerboni fa Antonio Sedda as Redazione comunicati SIA Sophie Depondt Impaginazione Andrea Nardi an

Traduzioni italiano-tedesco Marina Spörri Correzione bozze Fabio Cani Corrispondenti Silvia Berselli, cultura architettonica/eventi Alberto Bologna, ricerca e tecnologia Rina Corti, Manuel Lüscher, didattica e ricerca applicata SUPSI Comitato scientifico Claudio Ferrata, geografo, Lugano Andrea Frangi, ingegnere civile, Zurigo Jacques Gubler, storico dell’architettura, Basilea Tullia Iori, storica dell’ingegneria, Roma Annalisa Viati Navone, storica dell’architettura, Balerna-Parigi Consiglio di redazione Andrea Casiraghi, arch., Lugano Thea Delorenzi, arch., Minusio Cristiana Guerra, arch., Bellinzona Samuele Pegorini, ing. civile, Cadenazzo-Lugano Paolo Poggiati, arch. paesaggista, Bellinzona Editore espazium – Edizioni per la cultura della costruzione Zweierstrasse 100, 8003 Zurigo tel. 044 380 21 55, fax 044 380 21 57 Daniel Meyer, presidente ad interim Katharina Schober, direttrice Ariane Nübling, assistente Organo ufficiale SIA Società svizzera ingegneri e architetti, www.sia.ch CAT Conferenza delle Associazioni Tecniche del Cantone Ticino, www.cat-ti.ch

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