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Poste Italiane Spa - Sped. in a.p. • D. L. 353/2003 (conv. in L. 27/02/2004 n. 46) art. 1, comma 1 • DBC Milano • BE-MA editrice via Teocrito, 47 • 20128 Milano

PROGETTO ENERGIA InfoSACERT • Expo internazionale di Saragozza • Laboratorio di efficienza energetica • Speciale isolamento a cappotto • Speciale controllo e regolazione impianti

settembre 2008 numero 52

PE 52 - Copertina :Layout 1

Organo ufficiale

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progetto

Energia • impianti • rinnovabili • riqualificazione • progettazione efficiente

Acqua, sostenibilità ed energia a Saragozza

Zaha Hadid

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settembre 2008


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Progettazione efficiente REALIZZAZIONI Un prototipo costruttivo facilmente replicabile in cui l’architettura fa da protagonista. Classe A certificata per un capannone industriale in provincia di Bergamo, autosufficiente e risparmioso.

Replicabilità energetica

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Edificio industriale in classe A di Arianna Palano – Politecnico di Milano

La luce naturale che penetra attraverso i pannelli di vetro incastonati nella vela solare tra i pannelli fotovoltaici e termici crea dei delicati disegni sui muri.

▲ PROGETTO ENERGIA/52 - settembre 2008

È in fase di realizzazione a Medolago in provincia di Bergamo la sede operativa di Xeliox, una nuova azienda italiana specializzata nella produzione di pannelli solari termici e collettori solari parabolici, consorziata con ENEA. Il centro Xeliox Energy Lab raccoglie in sé alcune tra le tematiche più discusse e all’avanguardia del panorama energetico italiano, riuscen-

do a dar forma a un prodotto nel quale l’elevata qualità architettonica scaturisce da una perfetta integrazione con diverse e innovative modalità di sfruttamento dell’energia solare.

Obiettivi progettuali Xeliox Energy Lab è il primo edificio industriale italiano realizzato considerando le caratteristiche energetiche di

ogni elemento che lo compone, garantendo un fabbisogno energetico molto basso tale da collocare la realizzazione in classe A con circa 6 kW/m3anno. L’approccio globale verso il contenimento dei consumi e l’autosufficienza energetica hanno previsto la coesistenza nel progetto di un involucro ben isolato e privo di ponti termici, impianti efficienti e l’abbattimento del fabbisogno energetico attraverso l’utilizzo di fonti alternative. L’idea è quella di costruire un edificio che dia un’immagine ben definita e visibile della linea di pensiero aziendale, attraverso la realizzazione di un’architettura di grande impatto che riesca a comunicare temi tecnologici complessi con un linguaggio semplice


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Vista esterna della vela di pannelli solari percorrendo il viale d’accesso all’edificio.

Pianta piano terra.

La vela captante L’edificio è in costruzione da giugno 2007 e sta sorgendo in un’area industriale esistente a Medolago già densamente costruita. La preesistenza di altre strutture ha vincolato l’allineamento planimetrico dell’edificio con il lotto, impedendo la più favorevole esposizione a sud. Attraverso un accurato studio architettonico, il progettista, l’arch Acerbis, è riuscito a ottimizzare la

e memorizzabile. In primo piano la visibilità e la visitabilità da parte del pubblico, un prototipo architettonico ed energetico in continua evoluzione, come un laboratorio volto alla ricerca della sostenibilità futura.


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Progettazione efficiente REALIZZAZIONI Il progetto Archimede Il protocollo d’intesa, firmato da Enel ed Enea nel marzo del 2007, ha dato inizio al progetto “Archimede”, che prevede lo studio e la realizzazione di un impianto che integra un ciclo combinato a gas con un impianto solare termodinamico, esperimento primo al mondo. L’impianto è stato previsto presso la centrale Enel di Priolo Gargallo in provincia di Siracusa, un’area climatica particolarmente favorevole per lo sfruttamento dell’energia solare oltre ad essere la terra dove circa 2000 anni fa lo scienziato Archimede riuscì a bloccare l’invasione dei nemici grazie alla realizzazione di grandi specchi ustori. Il progetto prevede la costruzione di un sistema di specchi parabolici in grado di concentrare i raggi solari verso tubazioni percorse da un fluido a base di sali che ha la proprietà di accumulare il calore. Concentrando i raggi solari verso un unico punto, la densità di energia calorica aumenta di 100-200 volte rispetto ad una situazione normale. L’energia termica prodotta si trasforma in energia cinetica mediante normali turbine mosse dal vapore prodotto ad alta pressione, e infine in energia elettrica mediante gli stessi principi di una centrale elettrica tradizionale. L’impianto è inoltre capace di produrre energia elettrica anche durante la notte, garantendo l’efficienza di un ciclo continuo. L’energia termica viene raccolta in speciali recipienti che permettono l’utilizzo del calore anche in un momento diverso rispetto a quello in cui lo si raccoglie. Il progetto ha previsto l’incremento della potenza della centrale Enel, di circa 5 MW, consentendo di produrre energia elettrica aggiuntiva da fonte solare pari al fabbisogno annuale di 4500 famiglie.

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magazzino. Gli accessi all’edificio sono separati in modo da mantenere un percorso distinto per tutti gli utenti, incluso il pubblico, ricercato nell’utilizzo quotidiano della realizzazione. La struttura è composta da una tradizionale intelaiatura in cemento armato prefabbricato che contribuisce, attraverso la massa termica, alla gestione dei microclimi interni: le pareti murarie sono diversificate secondo l’esposizione, il lato sud-est, importante per la captazione solare, caratterizza architettonicamente il progetto attraverso una vela, posta lungo l’intera facciata, composta da moduli simili a puntoni in acciaio tutti uguali e replicabili, avvitati insieme. Il resto delle pareti è invece composto da pannelli isolanti rivestiti in alluminio cangiante, garantendo sul lato nord più freddo un alto isolamento, mentre a sud-ovest e nord-est, la realizzazione di facciate ventilate. Un tale utilizzo di strutture

possibilità intrinseca dell’area, plasmando l’edificio in un perfetto connubio tra progetto, struttura ed efficienza energetica. L’edificio si sviluppa su due piani; al piano terra è collocata l’area produttiva dell’azienda, la reception e una sala conferenze, il piano superiore, invece, è destinato agli uffici e La scala sospesa è agganciata con tiranti alla carpenteria metallica della tettoia vetrata creando un senso di leggerezza. PROGETTO ENERGIA/52 - settembre 2008

prefabbricate e il montaggio a secco garantiscono la replicabilità sia architettonica sia energetica. La vela, lunga 74 metri e alta più di 10, ha il compito di riequilibrare un’esposizione non troppo favorevole, dare un forte imprinting progettuale garantendo l’immagine pubblica dell’azienda e captare i raggi solari, attraverso una serie di pannelli


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Pianta tetto.

Sezione principale.

Caratteristiche tecniche dell’intervento Classe energetica: A con 5,6 kW/m3anno 3 ■ Volume lordo climatizzato (V): 21192 m 2 ■ Superficie utile (S): 4525 m ■ Rapporto di forma (S/V): 0,21 2 ■ Trasmittanza involucro opaco esterno verticale: 0,145W/m K 2 ■ Trasmittanza involucro copertura: 0,33 W/m K ■ Tipologia involucro trasparente: PVC con vetro basso-emissivo 2 ■ Trasmittanza involucro trasparente: 1,3 W/m K ■ Tecniche orientate al risparmio energetico: fotovoltaico, solare termico, parabole a concentrazione termodinamica ■ Tipologia impianto di riscaldamento: pompa di calore ad assorbimento integrata con caldaia a condensazione ■ Vettore energetico: energia solare e integrazione a gpl ■ Fabbisogno specifico di energia primaria per la climatizzazione invernale: 22,78 kW/m2anno 2 ■ Fabbisogno dell’involucro: 23,23 kW/m anno (invernale), 11,39 kW/m2anno (estiva) 2 ■ Contributo energetico da fonti rinnovabili: 14,12 kW/m anno 2 ■ Emissioni di gas serra: 5,012 kg/m anno ■

termici e fotovoltaici che, mediante l’utilizzo di prismi “a nido d’ape”, trovano la giusta inclinazione e azimut. L’involucro esterno è costituito da un doppio strato di pannelli modulari in alluminio e lana di roccia, un cappotto sostenuto da un telaio di acciaio zincato. I pannelli, con spessore esterno di 12 cm e interno di 10 cm, sono separati da un’intercapedine di aria di 5 cm, garantendo una trasmittanza pari a 0,145 W/m2K. La copertura è una soletta piana coibentata con trasmittanza pari a 0,33 W/m2K, mentre i serramenti sono stati realizzati in PVC e vetrocamera basso-emissivo riuscendo a raggiungere un valore di trasmittanza pari a 1,3 W/m2K.

Caratteristiche tecnico-impiantistiche L’impianto di riscaldamento e raffrescamento è basato su una pompa di


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Progettazione efficiente REALIZZAZIONI La geometria della vela captante si basa sull’incontro di tre circonferenze identiche in modo da rendere uguali tutti i moduli, i pannelli solari e la carpenteria di supporto.

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L’edificio attivo è una macchina che si sostiene e alimenta dove possibile producendo energia elettrica, acqua calda, riscaldando in inverno e raffrescando d’estate, minimizzando l’impatto sull’ambiente.

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▲ calore ad assorbimento, reversibile in periodo estivo, con potenza pari a 100KW. L’impianto viene alimentato attraverso delle parabole a media concentrazione poste sulla copertura dell’edificio: l’energia solare viene captata dal collettore la cui superficie a specchio riflettente focalizza i raggi

solari sul tubo posto lungo la linea focale e all’interno del quale circola un fluido termovettore che viene riscaldato ad alta temperatura e convogliato in uno scambiatore di calore. Si tratta di un impianto prodotto dalla Donati Group, sperimentato nel progetto “Archimede” in Sicilia

e voluto dal premio Nobel per la fisica Prof. Rubbia. Le eventuali punte di fabbisogno energetico per il riscaldamento invernale saranno integrate mediante caldaia a condensazione alimentata con gpl. Il sistema di emissione ottimizza l’efficienza dell’impianto a bassa


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Abbiamo rivolto alcune domande all’arch. Marco Acerbis di Marco Acerbis Studio (Bergamo) che ha seguito lo studio architettonico dell’intervento.

Intervista Arch. Marco Acerbis P.E. Ci riassume i punti salienti della sua esperienza nella concezione e realizzazione del progetto? Arch. Acerbis: Siamo stati contattati da Donati Group, leader nella lavorazione dell’alluminio, e fondatrice di Xeliox quale nuova società in grado di produrre parabole a concentrazione termodinamica e pannelli solari termici con l’obiettivo di inserirsi nel mondo delle energie alternative. Per cominciare questo percorso si è deciso di progettare uno dei primi stabilimenti industriali in Italia certificati in Classe A e in grado di rappresentare l’azienda, la sua ambizione e capacità tecnica. Abbiamo dato allo stabilimento il nome Xeliox Energy Lab per sottolineare come la società, e in generale questo tipo di tecnologie, siano in costante evoluzione e quindi più che di un edificio industriale si può parlare di un laboratorio. L’analisi del sito e la creazione del brief con la committenza hanno fornito i dati necessari per le prime idee di progetto che si sono poi a mano a mano sviluppate prendendo in considerazione anche la visitabilità da parte del pubblico che riteniamo fondamentale per completare il percorso di ricerca che XEL ha intrapreso. Comunicare temi tecnologici complessi con forme semplici all’interno di un progetto che accoglie emotivamente il visitatore, oltre che funzionare perfettamente, è la sfida architettonica contemporanea che rinnova l’immagine classica delle aziende viste come inquinanti e introverse verso oggetti sostenibili e accoglienti. P.E. Ritiene che l’utilizzo di nuove tecnologie (solare termico, fotovoltaico e termodinamico) abbia creato difficoltà nell’elaborazione e realizzazione pratica della sua idea architettonica? Arch. Acerbis: Al contrario ritengo che le tecnologie siano un ottimo punto di partenza per progettare edifici di questo tipo, certamente vanno impiegate in base alle esigenze reali del committente.

Prospetto sud-est con e senza la vela solare.

P.E. Si parla di replicabilità della realizzazione, di prototipo architettonico. Ritiene che sia una cosa fattibile e che questo costituisca una qualità del progetto? Arch. Acerbis: Siamo già in contatto con diversi possibili nuovi committenti anche all’estero e riteniamo che sia ripetibile. L’involucro è altamente coibentato con pannelli in alluminio a sandwich già industrializzati e la vela è stata progettata per essere scomposta in elementi uguali (puntone + giunto) che ne permettono sia il trasporto sia la replicabilità.

Orientamento bioclimatico dell’edificio

Studio delle radiazioni solari e delle ombre

Studio della vegetazione e della fauna preesistenti Studio dei venti prevalenti Involucro opaco ad alta coibenza termica

Superfici trasparenti basso-emissive

Utilizzo di materiali locali

Utilizzo di materiali privi di emissioni tossiche

temperatura con l’utilizzo di controsoffitti radianti che provvederanno sia al riscaldamento invernale sia al raffrescamento estivo. Ulteriore accorgimento per il contenimento dei consumi, diminuendo notevolmente le dispersioni di calore per ventilazione, è dato dal sistema di

trattamento dell’aria basato su unità per la ventilazione meccanica controllata dotate di recuperatore di calore con efficienza di circa il 60%. Nelle sale riunioni, inoltre, è prevista la portata variabile secondo la reale necessità dovuta alla presenza o meno di persone nell’ambiente.

Integrazione tra illuminazione naturale e artificiale

Sorgenti luminose efficienti

Ventilazione naturale

Impianto solare termico per la produzione di acqua calda sanitaria

Impianti solare fotovoltaico per la produzione di energia elettrica

Serra solare Impianto di climatizzazione ad alta efficienza

Pompa di calore

Energia geotermica Tetto verde Raccolta dell’acqua piovana

Progettazione partecipata

Peculiarità tecnologiche di Xeliox Lab.

Controllo climatico attraverso la vegetazione


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Progettazione efficiente REALIZZAZIONI Infine certificazione… L’edificio nasce progettualmente nel controverso panorama energetico lombardo, che ha visto l’assestamento di una procedura di calcolo per la determinazione del fabbisogno energetico dell’edificio. Parallelamente ai cambiamenti procedurali, la Regione Lombardia ha messo a disposizione il software CENED utilizzato per la certificazione energetica ma anche come strumento di progettazione, per garantire, fin dall’inizio, la corretta classe energetica prevista in fase iniziale. Il risultato finale vede l’edificio collocarsi sempre in classe A con un fabbisogno energetico preciso pari a 5,6 kW/m3anno. La Donati Group ha comunque voluto essere previdente, confrontando la procedura regionale con

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Sul tetto, raggiungibile tramite l’ascensore esterno, il pubblico potrà vedere da vicino le parabole a concentrazione per poi ridiscendere tramite la scala sospesa.

La vela architettonica, come detto prima, garantirà il fabbisogno totale di acqua calda sanitaria e l’approvvigionamento elettrico dell’edificio attraverso i moduli fotovoltaici. L’insediamento è infine dotato di vasca volano per la raccolta dell’acqua di prima pioggia da cui in futuro si potrà attingere qualora se ne ravvisasse la necessità o cambiassero le condizioni attuali che invece prevedono ben scarsi consumi.

I nomi dell’intervento Oggetto: realizzazione di un edificio industriale in classe A Località: Medolago, Bergamo ■ Destinazione d’uso: capannone industriale ■ Committente: Xeliox, Donati Group S.p.A. ■ Anno di progettazione: 2006 ■ Anno di inizio lavori: 2007 ■ Progettazione architettonica: Marco Acerbis Studio, Bergamo ■ Progettazione strutturale: Studio Iorio, Bergamo ■ Progettazione impianti termici: Studio Gallarini, Milano ■ Energie rinnovabili: Eliante, Bergamo ■ Certificazione energetica: RSI Tech – Gruppo Altran, Milano ■ Impresa Costruttrice: Cubica Costruzioni s.r.l., Milano ■

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altre procedure di calcolo, dimostrando la persistenza del risultato in classe A. Così facendo, possiamo dimostrare come la corretta progettazione architettonico-tecnico-impiantistica insieme alla corretta esecuzione del progetto, nonostante le possibili modifiche tecnico-legislative, riesca a garantire un risultato programmato e sperato. Il progetto Xeliox Energy Lab è la perfetta dimostrazione di questo concetto. ◆


Xeliox Energy Lab on Progetto Energia