Valutazione dell’ edificio in merito alla sostenibilità ISTITUTO UNIVERSITARIO DI ARCHITETTURA DI VENEZIA Corso di laurea specialistica Architettura per la Sostenibilità a.a. 2003 – 2004 Laboratorio integrato 3: Corso di Tecnologia dell’architettura – Prof. Vittorio Manfron La tecnologia dei grandi spazi espositivi in thomas herzog Design center linz : Valutazione dell’ edificio in merito alla sostenibilità Studente: Massignan Elisa matricola 245534

Design Center, Linz Centro per esposizioni e congressi Progettisti: Herzog+Parter, Monaco Prof. Thomas Herzog con Hanns Jorg Schrade, per la parte esecutiva in collaborazione con Heinz Stogmuller Simulazione energetica e calcoli: Ise della Fraunhofer Society, Friburgo Illuminotecnica: Bartenbach Linchtlabor Architettura del paesaggio: Annelise Latz

Tempi del progetto Il Design Center è un edificio commissionato dalla municipalità di Linz per dare un nuovo impulso allo sviluppo economico e culturale del centro urbano. Bando di concorso Autunno 1988 Esito concorso Febbraio 1989 Progetto preliminare Primavera 1989 Inizio lavori 1 Luglio 1991 Fine lavori Ottobre 1993 Apertura al pubblico Gennaio 1994

Collocazione ed orientamento Il Design Centre è collocato a sud del centro della città di Linz, nelle vicinanze di una zona industriale caratterizzata da ampie strade e da blocchi residenziali collocati in maniera caotica. Il nuovo centro assolve a una funzione chiarificatrice e tranquillizzante.

Distribuzione locali interni L’edificio è occupato da un grande ambiente per fiere e mostre. Il suo pavimento è attrezzato con gli allacciamenti per mezzi di comunicazione di ogni tipo. Spazi di servizio e uffici trovano posto nelle fasce laterali.

Organismo architettonico Fondazioni L’edificio principale è costituito da un padiglione lungo 208 metri e largo 80 metri. Le fondazioni sono costituite da grossi plinti in cemento armato. I materiali utilizzati per la struttura di fondazione sono l’acciaio (Bst 550) e il cemento classe B300.

Organismo architettonico Partizioni interne orizzontali Il primo solaio è costituito da travi a T prefabbricate. Sopra queste vi è un massetto in calcestruzzo dello spessore di 15 cm. Nel pavimento sono inseriti due cavi precompressi con forza di tensionamento di 1000 – 1200 KN per cavo. Nella sala dei congressi è stato necessario inserire lateralmente anche una serie di gruppi di cavi.

Organismo architettonico Facciata di testa Le facciate di testa, esposte rispettivamente a nord e a sud, non hanno elementi vetrati e sono costituite da pareti ventilate.

Organismo architettonico Partizioni interne Metà dell’edificio è occupata da un unico grande ambiente per fiere e mostre mentre l’altra metà contiene, nella parte frontale, una grande sala di 1200 posti per manifestazioni di ogni genere ed è dotata di un palcoscenico e di un impianto di fibre di vetro per il collegamento al vicino edificio della radio austriaca. Le partizioni interne sono in muratura.

Organismo architettonico Copertura L’edificio ha un tetto a volta ad arco ribassato composto da 34 archi di acciaio che si stendono senza supporti intermedi. Tra gli archi principali sono inserite travi secondarie leggerissime alle quali sono fissati i pannelli di vetro. Le travi hanno una campata di 74 metri e un raggio di 59,20 metri, raggiungono un’altezza massima di 13 metri delimitando un volume di 225,00 metri cubi. Ogni trave è suddivisa in 4 parti e l’attacco a terra avviene tramite la bullonatura ad una piastra. Le travi vengono preassemblate e fissate in sito.

Illuminazione naturale Un sistema altamente innovativo per il controllo dell’illuminazione diurna evita i fenomeni di abbagliamento. All’interno dei pannelli in vetro camera dell’involucro esterno è stata inserita una griglia retro-reflettente di 16 mm di spessore rivestita su una faccia di un sottile strato di alluminio puro. La griglia riflette soltanto i raggi diretti del sole- è orientata ad arco secondo l’orbita solare- ma lascia passare la luce del giorno che dall’alto penetra in modo diffuso.

Dispersione termica e struttura interna Per ovviare all’inconveniente dovuto a problemi di dispersione termica viene proposta una struttura interna su diversi livelli, con una sezione trasversale ad altezza variabile che permette di ridurre il volume d’aria da riscaldare. L’articolazione dell’edificio fa sì che al di sotto della volta a botte ribassata l’altezza non sia costante per tutto il suo sviluppo, ma sia dimensionata in base alla destinazione d’uso dei vari ambienti. L’altezza massima di 12 metri è presente solo nella zona centrale.

Dispersione termica e involucro esterno Vetro speciale, rivestito, termicamente isolato, in grado di ridurre considerevolmente la trasmissione del calore. E’stato ottimizzato lo sfruttamento dell’illuminazione naturale utilizzando un sistema altamente innovativo per il controllo dell’illuminazione naturale diurna, che permettesse di evitare fenomeni di abbagliamento e ogni carico di calore non desiderato nei mesi estivi.

Raffrescamento Il raffrescamento dell’edificio è garantito dall’inserimento di bocche di immissione di aria fredda collocate a pavimento ed aperture in copertura. Sopra le aperture in copertura è stato posto un alettone lungo 200 metri per la larghezza di 7,2 metri; l’inserimento di un alettone - studiato areodinamicamente nella galleria del vento- consente, tramite il suo surriscaldamento nel periodo estivo, il rafforzamento dell’effetto Venturi per l’espulsione dell’aria calda.

Climatizzazione e clima indoor La conoscenza dei processi termici negli ampi spazi con diversi livelli di temperatura interna ed esterna è essenziale per installare un sistema di ventilazione conveniente. Viene mantenuto un consumo di energia minimo tramite l’uso della ventilazione naturale attraverso l’alettone situato in copertura e un sistema di bocchette di ventilazione forzata poste sul pavimento. Le simulazioni al computer e il test nella galleria del vento hanno dato informazioni importanti per l’installazione dell’impianto di condizionamento. L’effetto termico dell’intera copertura gioca un ruolo decisivo per quanto riguarda la ventilazione e il riscaldamento, sia in estate che in inverno. Il massimo calore interno, provocato dalle persone e dall’illuminazione artificiale, si registra nell’auditorium.

La suddivisione dell’edificio in zone indipendenti, ognuna con i propri impianti, riduce al minimo lo spreco di energia. Le temperature di progetto utilizzate per i calcoli sono: Temperatura esterna fra -12 e +20 0 C → Temperatura interna max 22 0 C Temperatura esterna fra +20 e +26 0 C → Temperatura interna max 2 0 C in più rispetto alla temperatura esterna. Nel caso la temperatura esterna superi i 26 0 C non vi è un limite per la temperatura interna. Dai dati acquisiti si è stimato un aumento del calore causato dalle persone e dalla luce, durante le esposizioni, di 134 W/m2. L’influenza della copertura vetrata (82 W/m2 ) apporta un aumento del 60% del totale del carico di raffrescamento. La sale delle esposizioni, foyer, auditorium, sale per le conferenze e sala per i seminari sono riscaldate esclusivamente dagli impianti ad aria da pavimento.

Test: galleria del vento Il test nella galleria del vento è stato eseguito dal dipartimento dei fluidi meccanici della Technical University di Monaco. Il test riporta che:” Per determinare l’influenza del vento nella ventilazione naturale del Design Center si è utilizzato un modello in scala 1:250. Al fine di ricreare le condizioni del vento locali sono stati costruiti nel modello anche gli edifici che si trovano nell’area circostante il Design Center considerando un raggio di 400 metri”.

Per le misurazioni della distribuzione della pressione esterna sono state considerate 12 diverse direzioni del vento ad intervalli di 300. Nel caso in cui il vento proviene da est (900) o da ovest (2700) avviene un rilevante abbassamento di pressione tra la sommità del tetto e la base. Questo calo di pressione favorisce il processo di ventilazione naturale. Con un vento proveniente da nord (00) e da sud (1800 ) si verificano solo leggere differenze di pressione. La pressione interna nei tre spazi principali è stata misurata secondo 12 diverse direzioni del vento. E’ stato utilizzato un modello aperto nella sommità per l’intera lunghezza dell’edificio. L’influenza di questa apertura è stata esaminata con il vento proveniente da ovest. L’apertura e l’alettone favoriscono l’effetto Venturi e cioè l’aspirazione dell’aria. La distanza fra l’alettone e il tetto non ha fatto registrare cambiamenti importanti su questo effetto. Lo studio nella galleria del vento ha determinato la forma dell’alettone e le dimensioni delle aperture. Durante le esposizioni vengono utilizzate anche dlle bocchette d’aria. La scelta è stata quella di espellere l’aria per il 60 % dalle bocchette da pavimento e per il 40% dalla copertura.

Analisi sulla sostenibilità dell’opera Organismo architettonico: Distribuzione = “bloccata” a causa dei materiali impiegati nella costruzione, ma la grande sala espositiva permette di avere grande flessibilità al suo interno. Consumo di suolo = elevato Materiali e tecniche Tecnica costruttiva = ad umido per le fondazioni e partizioni interne, a secco e perciò reversibile per l’intera struttura di copertura. Chiusure Permettono lo sfruttamento delle risorse energetiche ambientali Componenti edilizi Consumo energetico per la produzione = acciaio:9,72 kWh/Kg, vetro:5,28 kWh/Kg, cemento: 1,94 kWh/Kg Tipologia del componente: grandi elementi

“E’ significativo che finalmente si parli di un edificio come di una “pelle” e non meramente come di una “protezione”, qualcosa che “respira”, che regola – nel senso più ampio della parola – le condizioni climatiche e ambientali tra interno ed esterno. E’ il segnale che si sta cominciando a guardare a questa “pelle” in analogia a quella delle creature umane.” (Thomas Herzog, 1995)

Bibliografia “ Design Center Linz, Thomas Herzog” , Verlag Gerd Hatje,1994 Modulo, n. 259 (2000), p. 157 - 161 Domus, n. 803 (1998), p. 8 - 17