C.di L. in Architettura Ingegneria corso Integrato di Tecnologie Innovative per la Costruzione PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI Prof. Arch. Sergio Rinaldi a.a. 2009/10 C.di L. in Architettura Ingegneria S.U.N. \ Architettura INNOVAZIONE TECNOLOGICA 25/03/10

N. Sinopoli – V. Tatano (a cura di) PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10 N. Sinopoli – V. Tatano (a cura di) Sulle tracce dell’innovazione, Franco Angeli, MI 2002 Cap. I (pagg. 7 – 20) Cap. 5° (pagg. 158 – 168) Gli obiettivi di eco-innovazione per i materiali ed i prodotti da costruzione sono individuati in una prospettiva al 2030 dalle indicazioni di ricerca proposte dalla PTIC (piattaforma tecnologica italiana delle costruzioni) 1 1) Le Piattaforme Europee hanno lo scopo di indirizzare i fondi Europei per la Ricerca e lo Sviluppo verso argomenti di interesse industriale 25/03/10

PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10 Innovare significa creare ex-novo. o modificare rispetto alla consuetudine oggetti, metodi, comportamenti. Innovare in un determinato settore significa realizzare un oggetto (un materiale di base, un semilavorato, un componente, un'attrezzatura, una tecnica, una lavorazione, ma anche una procedura, un modello organizzativo, un servizio) diverso in tutto o in parte rispetto agli oggetti di cui si ha esperienza. Una innovazione può derivare dal caso o dalla necessità; da una situazione fortuita o, più spesso, dalla volontà di dare soluzione ad un'esigenza o a un problema che non si è in grado di risolvere. (N. Sinopoli 2002) 25/03/10

PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10 Es. la scoperta del vetro viene fatta risalire alla fusione e successiva solidificazione di sabbia silicea avvenuta per caso. Il progressivo esaurimento delle risorse forestali, anche per la crescente richiesta di legno per le costruzioni navali, in Inghilterra favorì lo sfruttamento del carbon fossile in luogo del tradizionale carbone di legna. L’esigenza di migliorare la qualità del ferro che fino ai primi del ‘700 veniva ottenuto fondendo i minerali di ferro con il carbone fossile che a causa delle sue impurità, rendevano il metallo fragile poco utilizzabile, portò all’introduzione del carbon Coke che, mediante un processo di "distillazione distruttiva", eliminava le impurità del carbone fossile. Abraham Darby 1°, nel 1709 operò la prima fusione del ferro con il carbon Coke in sostituzione del tradizionale carbone di legna ottenendo la ghisa ed aprendo la strada alla diffusione dell’acciaio nelle costruzioni. 25/03/10

Condizioni di necessità come motori di innovazione Lo sviluppo delle energie alternative a seguito della crisi energetica e del fallimento del nucleare Condizioni di necessità come motori di innovazione L’introduzione di molte innovazioni nel processo di costruzione della cattedrale gotica secondo R. Bechmann nel suo “le radici delle cattedrali”, fu determinato, in modo notevole, nell’ area dell’Ile de France, dalla scarsità di legname di specie e qualità adatte al sostegno dei carichi in gioco, 25/03/10

PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10 L'innovazione può riguardare un prodotto o un processo: nel primo caso il risultato dell'innovazione riguarda gli oggetti materiali, la seconda quelli immateriali (e cioè le modalità di svolgimento di determinate operazioni e gli aspetti organizzativi e procedurali). Talvolta alcune innovazioni si manifestano al solo livello del prodotto, talvolta l'esistenza di un nuovo prodotto implica anche delle trasformazioni più o meno profonde del processo nel quale il nuovo prodotto si inserisce 25/03/10

PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10 Legno lamellare esempio di innovazione di prodotto che impone innovazione del processo di produzione 25/03/10

Innovazione di prodotto I nuovi materiali trasparenti Il cemento armato: particolare del Brevetto Hennebique e collegamento dei ferri tra pilastro e trave 25/03/10

Innovazione di processo Fornaci per laterizio di tipo circolare e del tipo Hoffman a fuoco continuo Procedura di produzione dei nastri di acciaio mediante colata continua 25/03/10

Innovazione di procedimento Il cristal Palace di J. Paxton (1851) Sistemi industrializzati per il getto del cls 25/03/10

Il trasferimento tecnologico di innovazioni prodotte in settori tecnologicamente avanzati Controllo cibernetico della schermatura solare nell’istituto del mondo arabo di J. Nouvel a Parigi Vetrata elettrocromica. L’elemento base è costituito da un film a cristalli liquidi incollato tra due lastre trasparenti, normalmente opaco, diventa trasparente se si attiva una piccola carica elettrica (prod. Isoclima PD) 25/03/10

La destandardizzazione della produzione industriale Alcuni paradigmi dell’innovazione tecnologica La destandardizzazione della produzione industriale Pannelli di rivestimento ed elementi architettonici in marmo ottenuti con tagliatrici a filo diamantato a controllo numerico 25/03/10

L’Ibridazione di materiali e tecniche costruttive Alcuni paradigmi dell’innovazione tecnologica L’Ibridazione di materiali e tecniche costruttive Prototipo sperimentale di modulo abitativo costituito da telaio in legno, facciate in telai metallici rivestiti di tavelloni montati a secco, solai in lamellare e scocche di g.r.c. e pareti divisorie in muratura realizzata in opera. (ricerca Centro tecnologico RDB) Nell’auditorio e centro congressi a San Sebastian (E) di Rafael Moneo (1999) ad una struttura in c.c.a. gettato in opera si collega un doppio involucro vetrato montato a secco. 25/03/10

Ridurre la quantità di materia e Criteri per un’innovazione ecoefficiente nel settore delle costruzioni Ridurre la quantità di materia e il consumo di risorse Chiudere il cerchio: riuso e riciclo Conservare l’energia Ridurre le emissioni Limitare rumore e pericoli 25/03/10

Ridurre il contenuto di materia in semila-vorati e prodotti impiegando sezioni cave, in luogo di quelle piene, e profili ottimizzati. Trave composta con ali di spessore diverso Pannello con struttura alveolare “honeycomb” accoppiato a lastrasottile in pietra naturale Pannello composito con struttura a nido d’ape Alucore 25/03/10

Materiali e Progettaazione di Elementti Costruttivi 2007/08 Riduzione del consumo di risorse Consumo di materia prima: dedotto sulla base di dati reali e accertati. La quantificazione e valutazione delle risorse disponibili non rientrano in quest’ambito. Consumo di energia (energia grigia) Inquinamento dell’aria e dell’acqua : si riferisce a tutte le emissioni provocate dai processi produttivi compresi evidentemente quelli richiesti dalla produzione di energia (valutazione spesso espressa sotto forma di quantità d’aria e d’acqua critiche considerando i valori limite d’inquinamento stabiliti dalle leggi vigenti o adottando altri criteri quali la loro influenza sull’effetto serra, sul buco nell’ozono o sull’acidificazione delle acque). Inquinamento del suolo: considera tutte le sostanze non recuperabili emesse dai processi che avvengono su suoli non protetti (valutazione quantitativa non sempre possibile per mancanza di valori limite d’inquinamento). Altri aspetti: valutazione della disponibilità delle risorse, aspetti positivi della produzione combinata, ricadute sociali indotte dalla produzione, ecc

Materiali e Progettaazione di Elementti Costruttivi 2007/08 Riciclaggio di materiali e componenti: vengono trasformati dalla loro originale funzione per l’impiego in altri settori produttivi (es. frantumazione di parabrezza per la produzione di pannelli in fibra di vetro) Riuso di materiali: reimpiego con la stessa funzione (es. reimpiego di vecchie tegole o mattoni non danneggiati da demolizione) Recupero di componenti: porzioni riutilizzabili per ottenere prodotti uguali o paragonabili a quelli di partenza (es. parti di serramenti utilizzati per produrne di nuovi)

Materiali e Progettaazione di Elementti Costruttivi 2007/08 RECYHOUSE è un’esperienza Pilota realizzata in Belgio a Limelette dal CSTC con fondi UE nell’ambito del programma LIFE -DG Environment, utilizzando materiali riciclati provenienti da altre attività e settori industriali extra edilizi.

Conservare l’energia Pannelli FV integrati in facciate continue (Documentazione tecnica Schuco) 25/03/10

Materiali e Progettaazione di Elementti Costruttivi 2007/08 Requisiti di biocompatibilità dei materiali : - Assenza di emissioni nocive - Igroscopicità e traspirabilità - Antistaticità e ridotta conducibilità elettrica - Buona resistenza al fuoco ed assenza di fumi tossici in caso d’incendio - Assenza di radioattività - Produzione non nociva per i lavoratori - Stabilità nel tempo

Prodotti da costruzione e inquinamento interno i prodotti edilizi possono rilasciare i seguenti inquinanti: inquinanti di natura fisica: radon e prodotti di decadimento; composti organici volatili e semivolatili, in particolare formaldeide e antiparassitari; inquinanti biologici: funghi, muffe, batteri; fibre minerali naturali e artificiali: amianto, lana di vetro, lana di roccia. I prodotti edilizi possono peggiorare le condizioni abitative secondo tre modalità: rilasciando direttamente sostanze inquinanti o pericolose (composti organici volatili, radon, polveri, fibre); adsorbendo e successivamente rilasciando sostanze presenti nell'aria e provenienti da altre fonti (per esempio da attività o da altre fonti); favorendo l'accumulo di sporco e la crescita di microrganismi. 9/12/08 2/12/2008