Approfondimento Tecnologico Edificio Bergognone Milano

Credits

Location

Milan, Italy

Year

2001-2004

Commission Client

Hines Italia

Gross Floor Area

25.000 mq

MCA Design Team

Virtual Image Lighting Design Structural Engineers

Mario Cucinella Elizabeth Francis David Hirsch Filippo Taidelli Fabio Andreetti Francesco Barone George Frazzica Cristina Garavelli Andrea Gardosi Roberta Grassi Elena Lavezzo Matteo Lucchi Enrico Contini Manuela Carli Studio Dim DHA Lighting Rocco Lascone Luca Turrini Lascone Ingegneri

Mechanical Engineers

Ove Arup & Partners Studio Isoclima

Electrical Engineers

Ove Arup & Partners A&T Systems

Quantity Surveyor Site Team

Main Contractor Windows and Facades Alluminium frames Canopy Canopy Structure Mechanical and Electrical Services

Mario Cucinella. Edificio per uffici Bergognone 53. Milano

Private

Giuseppe Capriati Mario Cucinella Anna Fabro Vincenzo Di Serio Enrico Lascone Valeria Salvaderi Celestina Savoldi Luca Turrini Claudia Montevecchi Fabio Spinoni Alfredo Lorenzini Bergognone scarl CNS Schuco Vetreria Longianese Odine Manfroni MEW Landi SpA

Edificio per uffici Bergognone 53 | MCA Mario Cucinella |

Concept

Analisi ambientale dell’irraggiamento solare e delle ombre per lo studio preliminare delle facciate e per l’individuazione dei punti sensibili o critici.

Le analisi hanno evidenziato la necessità di un’ulteriore protezione della facciata sudovest, con la doppia pelle funzionante da filtro solare, che utilizza una combinazione di vetri selettivi

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Introduzione

La r istrutturazione del complesso immobiliare di via Bergognone a Milano ubicato nei pressi di Porta Genova - nasce come risposta a un concorso internazionale promosso dalla società immobiliare Hines e si inserisce in una zona (tra i Navigli milanesi, la circonvallazione e la periferia) ad alta concentrazione di edifici industriali oggi in via di dismissione. Il progetto prevede l’integrale ristrutturazione del complesso delle ex Poste italiane costituito da quattro edifici costruiti negli anni 1960-1970 e che racchiudono una cor te interna, per una superficie totale di circa 25.000 mq.

Interpretando i blocchi come unico blocco, l’intervento di tipo conservativo prevede principalmente il mantenimento dei volumi e s i s t e n t i , l a rifunzionalizzazione e l’aggiornamento del design d’insieme, grazie all’inserimento di nuove finestre, all’apertura di spazi a doppia altezza e la nuova corte-giardino. Oggetto di intervento più consistente è stato l’edificio a nove piani che affaccia su via Bergognone (a ovest) al quale il nuovo involucro trasparente restituisce u n ’ i m m a g i n e contemporanea e unitaria.

Piano terra

Piano Rialzato

Il nuovo accesso principale all’edificio su via Bergongnone è stato creato demolendo la parte dell’edificio su via Tortona, con un intervento che contribuisce a creare nuovi scenari urbani e prospettive visive che conducono immediatamente al giardino interno.

Facciata a doppia pelle La nuova facciata è realizzata con un sistema ad ampie campiture in vetro fatte corrispondere con la struttura modulare del blocco, e sul lato sud-ovest, maggiormente e s p o s t o, s i caratterizza per l’aggiunta di una «seconda pelle» (con uno sbalzo di 60 cm».

Realizzata con vetri selettivi tale ulteriore protezione funziona come una persiana, un filtro passivo dal sole, i vetri selettivi infatti riducono l ’ i m p a t t o dell’irraggiamento solare e quindi limitano il ricorso a s i s t e m i d i condizionamento interno.

Edificio per uffici Bergognone 53 | MCA Mario Cucinella |

In fase di concept, sono state fatte simulazioni tridimensionali con il software Ecotect concentrate in particolare sull’orientamento e l’esposizione solare delle facciate. La necessità di capire quali fossero (e in che misura) le facciate maggiormente esposte all’irraggiamento estivo, nonché quale fosse il necessario ombreggiamento da provvedere alla corte interna, ha guidato l’analisi solare.

Analisi Facciata a Doppia Pelle

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Facciata a doppia pelle In fase esecutiva, è stata fatta una v a l u t a z i o n e e n e r g e t i c o economica per la determinazione dei consumi sia invernali che estivi, in modo particolare per quantificare il risparmio energetico g r a z i e a l l ’ H i n t ro d u z i o n e d i soluzioni avanzate sia impiantistiche che tecnologiche. Il dato rilevante di questa analisi è il valore globale di consumo a mq che per l’edificio A ( l ’e d i f i c i o s u v i a Bergognone) è di 145 kW/mq. Questo dato è significativo della strategia di progettazione dell’edificio. L’utilizzo di facciate a taglio termico con vetri selettivi integrati alla doppia pelle p e r m e t t e d i raggiungere un valore K di 1,4 mentre per il una facciata standard senza selettività e doppia pelle sarebbe pari a 2,5K. In questo edificio ogni scelta contribuisce alla riduzione del consumo energetico: doppia pelle, selettività delle vetrate, isolamento, impianto a travi fredde, associando questa filosofia un’immagine di architettura contemporanea.

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Analisi Facciata a Doppia Pelle

Prototipo della facciata su via Bergognone (a sinistra). La facciata è composta da una doppia pelle in vetro stratificato/selettivo (natural 62) sostenuta da un sistema tensostrutturale in cavi di acciaio, che ve n g o n o t e s i t r a mensole poste nella parte superiore e inferiore dell’edificio.

Il Vetro è agganciato al cavo attraverso una manina in acciaio inox. Il sistema strutturale prevede l’uso di una serie di grandi molle nella parte inferiore per mantenere costante la tensione dei cavi e assicurare il corretto posizionamento dei vetri.

Facciata a doppia pelle La progettazione di un intero sistema con facciate a doppia pelle richiede l ’e l a b o r a z i o n e d i ar ticolati modelli termodinamici e fluidodinamici, funzione di differenti variabili tra cui la latitudine, la p o s i z i o n e , l ’o r i e n t a m e n t o e l’irraggiamento di ogni singolo fronte dell’edificio.

Le facciate a doppia pelle, costituite da due superfici in vetro s e p a r a t e d a un’intercapedine in cui scorre l’aria, rappresenta oggi il miglior approccio a livello di ecologia e sostenibilità.

L’impegno richiesto è notevole fin dalla fase di progetto.

L’ a p p r o c c i o a l problema del risparmio energetico viene stravolto rispetto a quello adottato per sistemi ed involucri convenzionali. La progettazione deve essere integrata poiché l’efficienza energetica del sistema di facciata si lega direttamente all’impianto di climatizzazione nel suo complesso.

Dettaglio costruttivo della facciata a doppia pelle.

Analisi Facciata a Doppia Pelle

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Facciata a doppia pelle I prospetti più esposti ad irraggiamento s o l a r e s o n o completamente vetrati e costituiti da una facciata a doppia p e l l e c o n intercapedine dello spessore di 80 cm.

Questa funziona come una serra nei mesi invernali, e come un camino solare durante la stagione estiva: in inverno l’aria al suo interno si riscalda e funge da isolante, mentre nei mesi estivi l’apertura delle griglie automatizzate poste alla base e in sommità innesca un flusso di corrente dal basso verso l’alto che raffresca la superficie interna del vetro. Uno specchio d ’acqua collocato in prossimità della griglia di ventilazione inferiore contribuisce al raffrescamento dell’aria.

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Sede Santoni, 2011 | Alessandro Bassetti |

Sede Sansoni

Analisi Critica: Soluzioni tecnologiche alternative

Dettaglio costruttivo A

Facciata a doppia pelle

Mediatheque Sendai, Japan 2001 | Toyo Ito & Associates |

Nel progetto di Toyo Ito notiamo subito delle sostanziali differenze tra i due p r o g e t t i p re c e d e n t e m e n t e analizzati: Se Bassetti utilizza dei montanti i n a c c i a i o direttamente collegati allo strato resistente della p a r e t e c h e supportano i vetri basso emissivi della seconda pelle, Toyo Ito utilizza delle alette in vetro che fungono da montanti verticali sui quali fissa dei supporti in acciaio inox foranti la lastra in vetro. Sono tre casi completamente diversi l’uno dall’altro come soluzione tecnica di dettaglio ma si pongono tutti gli stessi obiettivi prestazionali.

Analisi Critica: Soluzioni tecnologiche alternative

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Facciata a doppia pelle L a f a c c i a t a trasparente a doppia pelle, ha molti vantaggi: risparmio energetico, elevate prestazioni di protezione acustica nei confronti del rumore urbano, miglioramento del c o m f o r t t e r m i c o, o t t i m a l e sfruttamento della luce naturale. Inoltre, tali componenti possono essere utilizzati per consentire la ventilazione naturale o ibrida (ovvero ventilazione naturale assistita dalla ventilazione meccanica quando n e ce s s a r i o ) d e g l i ambienti interni.

E’ indubbio che la corretta applicazione di questo tipo di facciate consente un a p p r o c c i o “sostenibile” al p r o g e t t o dell’involucro trasparente mah è necessario ricordare che molti dei vantaggi attesi d i p e n d o n o strettamente dall’ottimizzazione del componente sulla base del contesto climatico ed urbano in cui si costruisce e della tipologia di edifico e di impianto di climatizzazione utilizzato.

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Analisi Fisica

Nell’analisi del sistema tecnologico, pone fondamentale rilievo capire il funzionamento fisico della radiazione luminosa. Tutto è incentrato sul concetto cardine di «fattore solare». Vediamo nel dettaglio di cosa si tratta.

Nello specifico:

Il fattore solare è il rapporto tra l’energia termica proveniente dal sole ed entrante nell’ambiente, e l’energia che arriva sulla superficie esterna della lastra.

Naturalmente le prestazioni richieste a una superficie vetrata dipendono dalle condizioni climatiche e anche dalla tipologia d’ufficio,in un clima freddo sono principalmente le dispersioni a dover essere ridotte, mantenendo al contempo un elevato guadagno solare, con lo scopo di ridurre i fabbisogni di riscaldamento. In ambienti caldi viceversa l’obiettivo è controllare il guadagno solare per contenere i fabbisogni di raffrescamento.

Per il calcolo del fattore solare si considerano le lunghezze d'onda comprese tra i 0,3 ed i 2,5 μm, quindi, oltre alle radiazioni visibili, una parte dell'ultravioletto ( < 0,380μm) ed una parte di infrarosso ( > 0,780μm).

La figura mostra come si ripartisce il flusso radiante incidente Φe

Sintesi Critica: Radiazione solare + Vetro basso-emissivo

Per la definizione data di fattore solare si ha allora g = τe + qi I vetri per applicazioni architettoniche impongono diverse efficienze energetiche e prestazionali. Le semplici superfici vetrate sono spesso inadeguate nel controllo dell’efficienza solare, causando un alto carico di raffredamento e un indesiderato aumento della temperatura. L’uso di film plastici per il controllo solare tra le lastre in vetro, può significativamente ridurre il calore in ingresso in ambienti condizionati e quindi migliorare l’efficienza delle vetrate. Il calore in ingresso è del 20 ÷ 40% più basso dipendendo dal tipo di vetro e dalle performance del film. È il caso del vetro basso-emissivo: un vetro su cui è stata posata una pellicola (couche) di uno specifico materiale (ossidi di metallo), che ne migliora notevolmente le prestazioni di isolamento termico, senza modificarne sostanzialmente le prestazioni di trasmissione della luce. il film è composto da elementi resistenti all’abrasione all’inizio e da uno strato adesivo a pressione per far fare presa al film sul vetro.

Queste finestre a film hanno diverse caratteristiche spettrali che determinano le loro performance solari. Il film ha una bassa trasmittanza nel visibile una più alta nell’infrarosso e una più bassa riflessione nello spettro. Un altro tipo di prodotto comunemente usati è fatto da film sottili metallici spruzzati o fatti depositare per evaporazione. Tra i materiali utilizzati hanno largo impiego i metalli nobili (argento e rame); sono anche utilizzati i metalli di transizione (ferro, cromo, nichel) sebbene presentino minor riflessione. Altri gruppi di materiali sono gli ossidi di stagno indio e zinco.

Analisi del sistema tecnologico Comportamento dinamico del sistema

Qualora, per esigenze architettoniche, l’intercapedine e le sezioni in ingresso/uscita dell ’aria presentino dimensioni contenute è comunque possibile garantire il corretto ricircolo tramite ventole di aerazione che forzano il flusso d’aria nell’intercapedine. La facciata a doppia pelle, agendo sulla movimentazione della schermatura, permette di poter variare il fattore solare g della facciata nell’arco della giornata ottenendo, nelle ore centrali, ovvero nel picco massimo di irraggiamento, un basso fattore solare, analogamente a quanto offerto da un vetro selettivo. A differenza della tradizionale facciata a singola pelle, le performance della facciata a doppia pelle non possono essere descritte solamente attraverso il fattore solare g e la trasmittanza termica media di facciata U [W/m2K], ma deve essere al contrario c o n s i d e r a t o i l comportamento dinamico del sistema, che si adatta al carico termico esterno.

Vetro Basso emissivo: tecnologia adottata nel caso di studio

Prototipo di analisi fluidodinamica

Vari schemi del sistema tecnologico

Facciata a doppia pelle La presenza della pelle esterna consente di ridurre la trasmittanza termica della facciata poiché il vetrocamera interno non è più a contatto con l’ambiente esterno, b e n s ì c o n l ’intercapedine di facciata che presenta una temperatura maggiore.

Il movimento dell’aria a l l ’ i n t e r n o d e l l ’i n te rc a p e d i n e ventilata permette di raffreddare sia le superfici vetrate sia la schermatura (veneziana) riducendo considerevolmente il carico termico che confluisce nei locali interni. Il movimento si origina per convezione naturale (effetto camino) ottenendo un flusso d’aria ascendente la cui intensità cresce al crescere delle temperature dei vetri.

Nel periodo estivo questo ricircolo sarà m o l t o p i ù pronunciato rispetto al periodo invernale nel quale la facciata si m a n t i e n e a temperature inferiori.

Sintesi Critica: Double skin facade

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Per un Architetto la curiosità è una parte vitale del lavoro; bisogna essere curiosi per riuscire a capire come si progetta e come si costruisce. La curiosità è come un motore attraverso il quale può essere sviluppata la ricerca ed effettuata la s p e r i m e n t a z i o n e : s o n o co n ce t t i indissolubili legati l’uno all’altro [...]. E’ questa la vera grande funzione dell’Architetto: giungere da un’idea, per via induttiva, ad un progetto complesso, equilibrato, nato dalla soluzione di singoli problemi. [...] L’architettura è come una serie di parole che devono essere messe inseme, dando loro senso: l’Architetto deve far sedere intorno a un tavolo tutte le figure che compongono il meccanismo della progettazione e della costruzione di un edificio, producendo un suono da una serie di dissonanze apparentemente informi.

Cit. dal libro: Mario Cucinella works at MCA

Bibliografia Remo Dorigati, "Pelli e membrane/Eco-Building in Milan", L'Arca 203, maggio 2005, pp. 14-21 Mario Cucinella, works at MCA : buldings and projcts,ThePlan, 2004.

The Plan Magazine. num. 009, aprile 2005.

AndrewWatts, Modern construction facades,Wien, Springer, 2005. http://www.mcarchitects.it http://newtecnic.com

Stud. Luca Ossino - Approfondimento: Facciata a Doppia Pelle