Inlegno Cambiare prospettiva per costruire il futuro

Indice

Prefazione 7

Il legno come risposta 8

Tradizione e innovazione 30

Strutture 40

Involucro 64

Interni 90

Prefabbricazione e cantiere 116

Life Cycle Assessment 132

Retro(design) 144

Park Associati, Bollinger + Grohmann 186

Il legno come risposta Mondo e “megatrends” Per attuare scelte lungimiranti e definire strategie anticipative, la Commissione europea ha definito una serie di megatrends globali.

Il termine “megatrend”, introdotto da John Naisbitt negli anni Ottanta 01 , descrive un processo in grado di produrre cambiamenti a livello globale sul lungo periodo. I “megatrends” sono spesso legati a fattori strutturali come demografia, ambiente, energia lavoro, innovazione scientifica e tecnologica. Qualsiasi politica o strategia, sia globale sia locale, sarà efficace nel lungo periodo solo se in grado di gestire i grandi cambiamenti generati dai diversi “megatrends”.

I “megatrends” avranno un’influenza significativa nel futuro anche in settori che finora non sembrano esserne interessati. Per il settore dell’architettura e dell’edilizia, l’analisi di alcuni “megatrends” porta a conclusioni attendibili e inequivocabili. Tutti coloro che lavorano in questo settore dovranno considerarne e comprenderne gli impatti potenziali.

La prima tendenza analizzata è che, nonostante un abbassamento generale dell’indice di fertilità, la popolazione mondiale è in crescita.

Anche se non si raggiungeranno i livelli che i modelli matematici pronosticavano qualche anno fa, l’allungamento della vita media porterà la popolazione mondiale con un 95% di probabilità ad assestarsi in un range compreso tra gli 8.5 e i 9 miliardi di persone entro il 2050 02 .

Africa sub-sahariana e Asia centro-meridionale saranno le aree in cui l’esplosione demografica sarà più dirompente e più rapida, ma il concomitante aumento dei flussi migratori in uscita da queste parti di mondo porterà a un aumento della popolazione anche in Occidente, dove la curva di crescita sarebbe, altrimenti, sostanzialmente piatta. Le città assorbiranno gran parte di questo shock: la richiesta di abitazioni aumenterà e i centri urbani dovranno rispondere alla domanda di un mercato residenziale pressante e in crescita.

8 Il legno come risposta

01 John Naisbitt, Megatrends: Ten New Directions Transforming Our Lives. 1982.

02 United Nations.

Demographic megatrends and global population growth study. Settembre 2019.

Nella sola Europa si prevede la costruzione di circa 2 miliardi di metri quadrati di nuova superficie calpestatile nel decennio 2020-2030.

Il 60% dei nuovi edifici agibili nel 2060 saranno costruiti nella prossima manciata di anni.

La totale dipendenza dalle tecniche tradizionali dell’industria edile porta a una sola conclusione: più edifici significa più calcestruzzo, il singolo elemento maggiormente consumato dall’essere umano dopo l’acqua potabile. Per produrlo servono enormi quantità di energia (il cemento Portland, uno dei componenti preponderanti del calcestruzzo, richiede livelli di calore altissimi per essere sintetizzato), principalmente fornite dall’utilizzo di combustibili fossili, e insostenibili utilizzi di materie prime quali sabbia e acqua, in modo particolare. Per dare un’idea dell’energia necessaria per soddisfare la filiera del cemento: se questo fosse uno stato, si collocherebbe al terzo posto per emissioni dietro Cina e USA. L’aumento della concentrazione di C02 in atmosfera è il terzo dei “megatrends” in crescita presi in analisi, ed è il principale responsabile della crisi climatica a cui stiamo assistendo. L’architettura e gli edifici svolgono un ruolo rilevante, rappresentando più di un terzo delle emissioni di biossido di carbonio (CO2) legate all’energia, avendo anche un impatto significativo sui nostri habitat naturali.

Estrazione, produzione, trasporto e processi costruttivi legati all’industria edile contribuiscono al 36% delle emissioni globali, l’8% delle quali correlate alla sola produzione del cemento Portland.

Dai “megatrends” analizzati, si evince chiaramente che avremo bisogno di commissionare e progettare edifici, città e infrastrutture come componenti di un sistema più ampio, rigenerante e autosufficiente. La ricerca e la tecnologia possono aiutarci ad iniziare questa trasformazione. I sistemi complessi mal rispondono alla proliferazione di alcune variabili a discapito di altre e per auto-conservarsi devono, per propria natura, restare in equilibrio. Per duecentomila anni la nostra relazione col pianeta lo è stata.

La Rivoluzione industriale del XIX secolo e il capitalismo derivatone nel XX secolo hanno segnato il passaggio dall’Olocene - l’epoca geologica di stabilità climatica che ha contribuito all’avvento dei Sapiens - all’Antropocene, il momento storico in cui ci siamo liberati delle costrizioni imposte dal sistema Natura pretendendo di poterne prendere pieno controllo. La buona notizia è che abbiamo passato solo lo 0,01% della nostra permanenza sulla Terra in questa contemporanea fase di squilibrio e che, ad oggi, non solo abbiamo le tecnologie per riportaci a un rapporto meno conflittuale con il nostro habitat, ma che quelle stesse tecnologie sono diventate economicamente competitive.

9

Pianificare il futuro Valorizzare la filiera del legno è il primo passo per rendere dinamico e fertile un sistema che ne incentivi l’utilizzo in edilizia.

Ogni Stato è chiamato ad applicare le direttive europee con i propri organi legislativi, promuovendo politiche diverse ma accomunate dall’obiettivo di far fronte all’emergenza climatica in corso.

Recentemente sul panorama internazionale è nato il C40 Cities Climate Leadership Group, un network di 97 città in tutto il mondo che rappresenta un dodicesimo della popolazione mondiale e un quarto dell’economia globale. Il gruppo intende affrontare i cambiamenti climatici e promuovere l’azione urbana che riduce le emissioni di gas a effetto serra favorendo nel contempo la salute, il benessere e le opportunità economiche dei cittadini. Ad oggi, un terzo dei membri è stato direttamente coinvolto dalla collaborazione tra le città aderenti e il 70% ha implementato nuove azioni sul clima che si possono riassumere in quattro filoni principali32: • connettere gli amministratori della città con i loro corrispettivi in tutto il mondo per aiutare a fornire soluzioni alle sfide climatiche; • ispirare l’innovazione rendendo note le idee e le decisioni adottate dalle principali città globali; • fornire consulenza alle amministrazioni cittadine sulla base dell’esperienza con progetti e politiche simili; • influenzare le agende politiche nazionali e internazionali e guidare il mercato facendo leva sulla voce della cittadinanza Le città aderenti al network sono divise in quattro categorie, a seconda del ruolo svolto: Comitato direttivo, Innovator city, Megacity e Observer City. Tra le città italiane sono presenti Milano (Comitato direttivo), Venezia (Innovator city) e Roma (Megacity).

Tutti i nuovi edifici a partire dal 2020 devono essere carbon neutral, in anticipo agli impegni di C40 per il 2030.

Milano è la prima città in Italia a dotarsi di un piano che propone soluzioni cogenti per la mitigazione della crisi climatica. Partecipa al Comitato internazionale di Reinventing Cities, ideato con lo scopo di individuare aree degradate delle città e indire concorsi di progettazione per promuovere interventi di riqualifica e rigenerazione urbana resiliente a emissioni zero. A questo si affianca il PGT Milano2030, con note specifiche relative allo sviluppo sostenibile della città, mettendo in relazione l’edilizia e la sostenibilità ambientale.

«Milano sarà laboratorio di soluzioni innovative […], nonché laboratorio di innovazione edilizia.Il settore dell’edilizia gioca un ruolo chiave, trovandosi di fronte ad una grande opportunità di rinnovamento. La riduzione dei consumi energetici e delle emissioni di gas serra, oltre ad una migliore capacità di gestione degli eventi climatici estremi, rende necessaria la messa in atto di strumenti e tecnologie tra loro integrati per orientare i processi di trasformazione verso un percorso di innovazione sostenibile e resiliente» 33 .

26 Il legno come risposta

32 www.c40.org 33 Comune di Milano. www.pgt.comune.milano.it

27

Steering commitee

Mega

Innovator

Architects: Ferdinand Heide, Structural engineering: Bollinger + Grohmann, Riedbergallee Student Residence

44 Strutture

ESOSCHELETRO

TELAIO

Comportamento sismico

Comportamento sismico

Peso

Peso

Riduzione dei giunti

Riduzione dei giunti

Resistenza al fuoco

Resistenza al fuoco

Flessibilità

Flessibilità

PANNELLI

CELLULE

Comportamento sismico

Comportamento sismico

Peso

Peso

Riduzione dei giunti

Riduzione dei giunti

Resistenza al fuoco

Resistenza al fuoco

Flessibilità

Flessibilità

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Involucro Facciate e coperture Da sempre la pelle di un edificio rappresenta il suo biglietto da visita con il mondo esterno e comunica in modo diretto le scelte compositive e tecnologiche del progettista. È dunque naturale che l’involucro edilizio rispecchi le nuove tendenze nel campo dell’architettura, concretizzando i cambiamenti non solo dal punto di vista compositivo ma anche dell’innovazione tecnologica e materica. Indagare l’involucro nel campo del costruire in legno significa considerare, sia in fase di progettazione che di produzione, il contesto climatico, sociale e architettonico, congiuntamente all’esigenza di assicurare comfort igrotermico, acustico e luminoso agli utenti. Una prima e indispensabile classificazione delle possibili soluzioni di involucro in legno dipende dal principio tecnico costruttivo, e, di conseguenza, dall’obiettivo perseguito all’interno dell’edificio. Vengono quindi definite due principali metodologie: il sistema massivo e il sistema a telaio.

Le tecniche utilizzate per la produzione degli elementi costruttivi in legno, permettono di distinguere i sistemi parzialmente prefabbricati, in cui gli elementi costruttivi sono prodotti in officina e successivamente assemblati in opera, o sistemi completamente prefabbricati in tutti i loro componenti, montati in stabilimento, trasportati e installati in cantiere. È possibile, inoltre, adottare soluzioni ibride tra i sistemi appena citati, a seconda delle esigenze progettuali e degli accordi con il produttore, dato che la prefabbricazione permette di personalizzare il prodotto.

Facciate portanti e sistema a telaio Il sistema massivo o di facciata portante consente di avere una maggiore flessibilità progettuale tra gli elementi strutturali interni ed esterni. Infatti, avendo tutto il perimetro esterno che può essere utilizzato come supporto, si ha una libertà compositiva maggiore rispetto a una struttura unicamente a telaio. Le facciate portanti sono composte da pannelli in CLT, il sistema di assi incrociate incollate che formano una vera e propria piastra in legno e aumentano la massa portante. Quando tali elementi sono usati come chiusura verticale, sono affiancati dagli strati che compongono una facciata opaca. Tale soluzione funge da appoggio diretto per i solai riducendo quindi l’utilizzo di travi all’interno dell’edificio, velocizzando le fasi di costruzione.

64 Involucro

L’utilizzo di un involucro portante in CLT comporta alcuni vantaggi: • una maggiore libertà compositiva grazie a un supporto continuo su tutto il perimetro dell’edificio; • l’inerzia termica dell’involucro è aumentata dalla presenza dello strato massivo in CLT, la cui densità (550 kg/m2) è nettamente superiore a quella di una qualsiasi combinazione di materiali di tamponamento leggeri. Tale specificità la rende una soluzione adatta ai progetti per le aree mediterranee, come l’Italia • la realizzazione di pannelli di facciata portanti permette di avere elementi più robusti, limitando quindi possibili danni relativi al trasporto e l’installazione.

Lo studio delle aperture nei pannelli di facciata portanti deve comportare una corrispondenza tra i vari livelli delle parti opache, per garantire una discesa dei carichi il più lineare possibile.

In tal senso si parla di una minore libertà compositiva nel linguaggio in facciata, che viene però compensata dalla presenza di uno strato ligneo continuo sul quale è possibile ancorare rivestimenti geometricamente complessi, e con diverse finiture materiche.

Il principale svantaggio della soluzione di facciata in CLT è l’impiego di una grande quantità di legno rispetto a un sistema a telaio. Se ne deduce quindi un maggiore costo di costruzione, compensato però da eccellenti performance strutturali.

HK Architekten – Hermann Kaufmann + Partner ZT GmbH, Illwerke Center Montafon, Vandans (Austria)

È bene sottolineare che il costo complessivo dell’involucro è determinato da un più ampio spettro di variabili di matrice progettuale, tecnologica o produttiva: la scelta materica per il rivestimento, la soluzione tecnologica adottata, la complessità di prefabbricazione dell’elemento, la facilità di trasporto, la velocità di installazione.

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17

18

19

20

178

Lavori di completamento

16 10

11

12 Lavori di completamento

Fit Out

8

4

15 Fit Out

5 Involucro prefabbricato

Strutture in elevazione

Strutture in elevazione

3 Strutture Livello -1 (c.a.)

Fondazioni (c.a.)

Involucro prefabbricato

Strutture Livello -1 (c.a.)

1 Fondazioni (c.a.)

mesi

Design Retrodesign

2

6

7

9

13

14

Risparmio sui tempi di costruzione: -32 %

Vengono qui analizzati i benefici del cantiere, il confronto dei costi di costruzione ed i vantaggi in termini di tempo che si avrebbero con la sostituzione del telaio strutturale in cemento con un telaio in legno dal punto di vista

• Indipendenza dalle condizioni meteo • Riduzione dei trasporti in cantiere: -60% • Velocità di elevazione piano: 1 in 5 giorni • Riduzione della manodopera: -70% • Minore movimentazione di terra • Riduzione area stoccaggio: - 60%

179 Retro(design)

Park Associati Filippo Pagliani Michele Rossi

Filippo Pagliani (FP) e Michele Rossi (MR)

Che tipo di cambiamento può introdurre il legno nello sviluppo urbano a cui assisteremo nei prossimi anni?

In che modo può cambiare direzione ora per incidere positivamente sul futuro?

MR

Il legno è un materiale tradizionale che al tempo stesso guarda al futuro: ha una storia costruttiva antichissima capace di rispondere oggi in modo innovativo alle sfide costruttive dei nostri tempi. È incredibile come un materiale nato prima dell’uomo e utilizzato per le prime costruzioni, possa interpretare nella maniera migliore le esigenze attuali di sostenibilità e di progettazione. Altro tema importante è che si tratta di un materiale vivo, che nasce, si sviluppa e muore. Un Life Cycle Assesment col legno è molto interessante perché il materiale, oltre ad avere caratteristiche molto flessibili per quanto riguarda il montaggio, lo smontaggio ed eventualmente il riutilizzo, possiede un suo ciclo di vita naturale.

FP

Trovo che rispetto all’utilizzo del legno ci sia una resistenza culturale. Basti pensare al tema dell’antisismica e con quanta fatica il legno stia entrando nella logica di una costruzione in sicurezza nel nostro paese. L’approccio legato alla sicurezza dell’abitare è forse l’unico modo per spingere il sistema costruttivo ligneo all’interno di un processo produttivo di massa e superare la credenza secondo cui l’utilizzo di questo materiale sia legato ad una metodologia costruttiva d’élite. Se vogliamo che il legno sia alla base delle costruzioni del futuro, il suo utilizzo deve cambiare scala. È il tentativo di questa ricerca: indirizzare la tecnologia costruttiva in legno verso una nuova identità. Anche la diffusione del BIM può incentivare l’utilizzo del legno. Un’evoluzione importante del mondo del progetto: lavorare in BIM permette di combinare tutte le discipline e concentrarle in un modello che diventa un unicum, una matrice per la costruzione diretta in cantiere, più snella e precisa, legata a concetti di prefabbricazione di elementi, più economica e sostenibile.

Come si inserisce questa ricerca all’interno del vostro percorso come studio di progettazione?

Che visione propone?

MR

Lavorare col legno è stimolante anche perché il materiale fornisce da subito una suggestione originale alla progettazione, non potendo essere introdotto in fasi successive. Il materiale diventa quindi parte integrante del processo creativo e guida parte della progettazione. Tutti i progetti in cui abbiamo lavorato col legno sarebbero stati radicalmente diversi se fatti con un altro materiale. Se questo è vero per molti materiali, lo è particolarmente per il legno perché concilia aspetti tecnici ed espressivi capaci di influenzare in modo determinante il progetto. Uno dei progetti dove questa integrazione tra pensiero architettonico e struttura in legno ha funzionato molto bene è la stazione per la cabinovia di Pila. Qui l’architettura dei padiglioni a valle e a monte è espressione chiara di una struttura lignea e l’elemento strutturale in legno diventa espressione e corpo dell’architettura.

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Bollinger + Grohmann Klaus Bollinger Manfred Grohmann

Klaus Bollinger (KB) e Manfred Grohman (MG), Tomaso Pagnacco (TP)

Veniamo da un’architettura in cui la forma supera l’efficienza e il legno è spesso visto come un limite in questo senso. Se negli ultimi venti anni l’architettura è stata dominata dal parametrico formale e dalla spettacolarità delle curve, pensate che i prossimi 20 possano essere i decenni della responsabilità ambientale?

MG

Non sono assolutamente d’accordo con questa affermazione perché sembra che curve e parametrico non siano concetti validi. Il futuro sarà parametrico e il fatto che una parte dell’architettura abbia usato questo metodo per valorizzare un design curvo è solo un una parte dell’insieme. Tutta la carpenteria che stiamo facendo e che faremo sarà parametrica; non c’è contraddizione tra curve parametriche e legno. La domanda che ha, però, posto è parzialmente vera perché, negli ultimi decenni, i pensieri sui cicli di vita e sull’efficienza non erano così sviluppati come lo sono oggi e ora sono diventati un terreno comune per tutti i progetti.

KB

Sono d’accordo con te Manfred ed è importante affermare che un’architettura curva o non curva è una questione di stile mentre quella parametrica, invece, è un approccio che sarà standard nel futuro degli edifici. Se guardiamo il padiglione per la fiera di Francoforte progettato da Schneider Schumacher vediamo che è completamente curvo e, inoltre, viene montato e smontato ogni anno solo per la fiera del libro. Come può essere possibile questo senza un approccio parametrico? La questione della responsabilità ambientale nei prossimi anni è la sfida principale di cui dobbiamo occuparci prima che sia troppo tardi, ma è una questione che riguarda sia la progettazione che il ciclo di vita di un edificio. Dobbiamo mantenere un’architettura di alto livello ed evolvere da un formalismo di pura forma a un edificio ad alta sostenibilità: è l’ultima sfida per architetti e ingegneri, ma sono sicuro che possiamo farcela.

Vediamo il legno come l’elemento di svolta attorno al quale il mondo dell’edilizia può ruotare e cambiare direzione: da un’industria altamente inquinante a un’industria ecologica. Pensate che sarà solo una questione di materiale o c’è bisogno di un cambiamento più radicale su come intendiamo l’architettura e l’ingegneria?

MG

Se guardiamo questo argomento da un punto di vista globale, stiamo cercando di ridurre l’emissione di CO2 e nell’edilizia mantenendo una sorta di equilibrio tra i materiali da costruzione utilizzandoli seconda di ciò che dobbiamo fare.

Non vedo come possiamo costruire una fondazione in legno, quindi penso che il cemento sarà fondamentale anche se puntiamo a ridurne la quantità necessaria. Anche l’industria dell’acciaio si sta muovendo verso una riduzione dell’impatto ambientale utilizzando l’energia rinnovabile per trasformare l’acciaio esistente: in questo modo, possiamo avere un materiale ad alte prestazioni con una bassa emissione di carbonio.

193

La proposta per il concorso per la realizzazione di una nuova telecabina da Pila a Couis, in Val d’Aosta, nasce dall’immaginario generato dalla Montagna, il quale sintetizzato in forme geometriche pure, invita a una riflessione sul rapporto tra progetto architettonico e natura.

Le linee del progetto seguono l’andamento orografico del contesto, caratterizzato da elementi di demarcazione che dividono lo spazio in entità separate: sopra e sotto, ascesa e discesa, leggero e pesante, luce e ombra.

A monte è il crinale a far da perno alla struttura.

A valle invece sono i segni dell’antropizzazione del paesaggio la chiave di lettura.

Il legno è protagonista e cuore pulsante del progetto in qualità di elemento strutturale e architettonico. Il volume della stazione a monte nasconde, sotto un guscio esterno di metallo e vetro, uno scheletro in legno lamellare composto da pilastri e travi reticolari, che si riconosce una volta entrati nell’ambiente principale.

La scelta del legno ha seguito sia logiche costruttive e di sostenibilità, relativamente alla reperibilità, la leggerezza, il trasporto, l’assemblaggio e l’impatto ambientale, ma anche volontà estetiche, cercando, attraverso la sobria monumentalità della struttura, di abbinare alla tensione verticale della montagna, una calorosa e accogliente sensazione domestica.

La nuova stazione a valle si pone in continuità con l’arrivo della funivia che congiunge Cogne a Pila, creando un parallelepipedo con un basamento materico dove si trovano le biglietterie e tutte le funzioni localizzate. Una grande scala pubblica coperta è l’elemento dinamico che enfatizza il sistema di risalita.

A monte, il volume della stazione è calato esattamente sul crinale tra i due versanti Nord-Sud e tagliato in due elementi triangolari con le punte rialzate in modo contrapposto verso Est ed Ovest, richiamando il frastagliamento delle vette circostanti. Lo sbarco dalla stazione si apre su una grande sala panoramica, coperta e riparata dal vento. Da questo spazio di decompressione vengono smistati i flussi. Il ristorante riunisce tutti gli spazi di servizio in un core centrale, con la cucina a vista sulla sala, in modo da liberare le facciate da qualsiasi ostacolo e avere una percezione del paesaggio continua su tutto il perimetro.

A Sud, una loggia scavata nel volume protegge la facciata dall’irraggiamento solare e permette un affaccio segreto, una terrazza raggiungibile a piedi partendo dalla punta più bassa di uno dei triangoli, utilizzabile come dehor durante le belle giornate invernali e la stagione estiva.

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La proposta di MoLeCoLa realizza un distretto tecnologico innovativo, sostenibile e integrato che promuove la riqualificazione del quartiere di Bovisa rispondendo alle dieci sfide del concorso internazionale promosso da C40 Reinventing Cities per promuovere processi di rigenerazione ambientale e urbana.

Il masterplan sviluppato dal team guidato da Park Associati per un’area di oltre 90.000 m2 è l’occasione per ricucire gli ambiti finora separati dai binari della ferrovia Milano Nord Bovisa, riqualificando la stazione ferroviaria come fulcro pulsante del quartiere rinnovato.

MoLeCoLa crea un quartiere “produttore di idee” e fonda la sua mixité funzionale su tre principi cardine: abitazione, produzione e interazione. Residenze, studentato, attività commerciali, coworking, headquarters di Ferrovie Nord sono progettati in maniera integrata con il disegno dello spazio pubblico, ricco di aree verdi attrezzate, in modo da creare un paesaggio armonizzato che risponde all’obiettivo di zero emissioni di CO2 al 2050.

Il progetto è stato concepito con l’obiettivo di raggiungere un quartiere NZEB (Nearly Zero Energy Building) e zero emission. Per raggiungere, nell’arco di 30 anni, questo obiettivo che prende in considerazioni tutte le diverse fasi di vita degli edifici dal reperimento delle materie prime fino al processo di fine vita, è stato fondamentale optare per un quartiere realizzato da edifici totalmente in legno.

Questa scelta ha infatti contribuito sia a fornire al masterplan un elevato livello di carbon storage grazie al volume complessivo di materiale ligneo utilizzato, sia a ridurre tutte le emissioni legati a questioni logistiche e realizzative poco efficienti. Sia le strutture che gli elementi di tamponamento sono infatti stati studiati per essere fabbricati in modo da ottimizzare l’intero processo riducendo tempi e impatto della fase di cantierizzazione e costruzione.

MoLeCoLa attraverso la scelta del legno come elemento cardine del progetto, ambisce a proporre un nuovo paradigma costruttivo e stabilire un modello innovativo di efficienza e sostenibilità reinventando la città tra esigenze presenti e scenari futuri.

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