Costruzione leggera - gestione più efficiente
L'ultima opera dell'edificio di ricerca NEST dell'Empa e dell'Eawag a Dübendorf colpisce con la curvatura e la filigrana del tetto di cemento e l'impiantistica ad autoapprendimento. L'unità innovativa, ricca di ricerche dell'ETH, viene inaugurata ufficialmente oggi.
Nell'ultima unità NEST, chiamata HiLo, i principi di costruzione del medioevo incontrano quelli del futuro: il modulo a due piani con il sorprendente tetto di cemento a doppia curvatura è stato progettato e costruito utilizzando metodi di progettazione e fabbricazione all'avanguardia. Per l'innovativo e leggero soffitto a volta, tuttavia, i ricercatori del Politecnico di Zurigo si sono ispirati, non da ultimo, agli antichi costruttori di cattedrali che avevano capito come creare strutture autoportanti. Gli scienziati guidati da Philippe Block, professore di architettura e ingegneria strutturale, e Arno Schlüter, professore di architettura e sistemi edilizi, insieme a partner dell'industria, vogliono usare l'edificio per testare metodi di costruzione leggera e combinarli con sistemi domotici intelligenti e adattivi.
Strutture in cemento per l'impiego efficiente delle risorse
Particolarmente impressionante, il tetto a doppia curvatura che trae la sua capacità di carico dalla geometria e dalla struttura a doppio guscio. Consiste in due strati collegati da una griglia di nervature in cemento e ancoraggi in acciaio. È stato costruito con l'aiuto di una casseratura flessibile costituita da una rete di cavi tesi e da una membrana sulla quale è stato spruzzato il cemento. Con questo metodo si possono risparmiare grandi quantità di materiali da costruzione.
Soprattutto per i controsoffitti, i ricercatori si sono posti l'obiettivo di usare meno materiale possibile. La costruzione leggera del soffitto HiLo fa risparmiare più del 70% di materiale rispetto ai soffitti convenzionali. Questo risparmio è ottenuto attraverso la loro geometria intelligente, la volta con nervature di irrigidimento dà ai sottili soffitti la capacità portante. I metodi di fabbricazione digitale utilizzati, permettono di integrare la ventilazione, il raffreddamento e il riscaldamento a bassa temperatura nel soffitto, risparmiando così ulteriore materiale e volume.
Impiantistica ad autoapprendimento
Nell'unità HiLo è in uso una facciata solare adattiva sviluppata dal gruppo di Arno Schlüter. Si tratta di 30 moduli fotovoltaici che possono allinearsi col sole. I moduli flessibili possono anche essere utilizzati per controllare l'incidenza della luce solare nella stanza, per riscaldare passivamente o, al contrario, per ridurre la necessità di raffreddamento. La singolare facciata fa parte di una serie di componenti innovativi dell'impiantistica per una regolazione efficiente del clima interno. Durante il funzionamento, i ricercatori ottimizzano costantemente l'interazione delle singole tecnologie con il coinvolgimento degli utenti, utilizzando il "machine learning" per studiare come ottenere condizioni confortevoli con la minor quantità possibile di energia ed emissioni.
Ricerca ed economia imparano a vicenda
HiLo sta per "High Performance - Low Emissions": con l'unità, i ricercatori stanno testando come la costruzione e il funzionamento degli edifici possano essere progettati per essere il più efficienti possibile dal punto di vista energetico e delle risorse e, nello stesso tempo, garantire un'architettura attraente e un alto livello di comfort agli utenti.
HiLo è già l'ottavo modulo dell'edificio sperimentale NEST nel campus delle due istituzioni di ricerca Empa e Eawag a Dübendorf. Nell'edificio modulare di ricerca e innovazione, gli scienziati possono lavorare insieme a partner dell'industria per testare e sviluppare ulteriormente nuove tecnologie di costruzione ed energetiche in moduli temporanei - le cosiddette unità - in condizioni reali.