L’organizzazione del lavoro e l’uso dei software

La società ASE Engineering Consulting si è occupata della progettazione definitiva, esecutiva e del coordinamento della sicurezza in fase progettuale del polo scolastico gestendo e facendo interagire tra loro i modelli di ogni disciplina: architettonico, strutture e impianti. “Questo processo ha richiesto la presenza di figure differenti a capo di ogni disciplina – BIM Coordinator – che hanno coordinato un team di BIM Specialist” spiega l’ing. Domenico Muzzupappa che ricopre il ruolo di direttore tecnico della società, amministrata dagli ingegneri Walter Cosenza e Massimiliano Demasi. Con loro ci sono gli architetti Tiziana Decaria e Maria Carmosina Corrado insieme all’ing. Alessandro Selvaggio. “Siamo sei professionisti provenienti da ambiti molto diversi che si sono uniti nel 2008 e da tre anni parliamo il linguaggio comune del BIM” fa sapere il direttore tecnico di Aseec che ha potuto coordinare al meglio la progettazione della scuola di Lavagno grazie anche all’utilizzo di software performanti. “Durante il nostro percorso professionale, giornaliero oramai da qualche anno, utilizziamo tutta la suite di Autodesk: Revit per la modellazione, Infraworks per la pianificazione, Robot per l’analisi strutturale, Navisworks per la verifica delle interferenze, e così via”.

Il progetto generale

Il progetto prevede la realizzazione della mensa e del locale scalda vivande e segue per tipologia e struttura la parte di edificio già realizzata. La scelta di sviluppare questo stralcio su due livelli (piano terra e piano interrato) permette di realizzare, oltre alla mensa e relativi locali, un ampio archivio.
Il volume della mensa, cosi come quello della palestra, sarà collegato alla scuola mediante una zona filtro, che la renderà accessibile anche dall’esterno.
Compatibilmente con l’uso della scuola elementare, infatti, mensa e palestra potranno essere utilizzate, in orari scolastici, dalla scuola media e, nelle ore pomeridiane e serali, da società esterne, per quanto riguarda la palestra. Proprio per questo motivo si è pensato di realizzare per il pubblico i servizi igienici.

Anche per la progettazione della palestra si è fatta la scelta della mimetizzazione con il complesso scolastico realizzando un volume in parte interrato.
La palestra mantiene le stesse altezze del resto della scuola e ne condivide la forma, semplice, chiara e i motivi stilistici, vetrate e pannelli multicolori. Si è riusciti a far ciò andando a scavare il terreno e ponendola ad una quota tale che la base di gioco fosse interrata e il resto rimanesse fuori terra.
Dal punto di vista architettonico il progetto è caratterizzato da elementi semplici, puri, che si intersecano creando giochi compositivi, punti di luce e di ombre, spazi dalla forte carica identitaria, tali da renderlo capace di integrarsi nel contesto ambientale, mettendo in risalto gli aspetti positivi dell’ambiente circostante e allo stesso tempo divenire fulcro di attrattiva sportiva.

Le soluzioni strutturali

La struttura di copertura di entrambi gli edifici è in legno lamellare ed è prevista con sistema strutturale a travi principale e secondarie. I solai di calpestio del piano mensa sono progettati con la tecnologia Plastbau, innovativa che garantisce maggiori vantaggi sia in fase di realizzazione che in fase di vita nominale dell’opera.
Le pareti interrate sono state progettate come elementi non dissipativi grazie all’uso di tecniche e materiali innovativi certificati migliori dal punto di vista del comportamento sismico dal CNR. La tecnologia prevista è H2wall.

L’innovativo sistema AirCrab, inoltre, a differenza dei vespai tradizionali, consente di eliminare il ponte termico che si viene a generare in corrispondenza del nodo costruttivo tra la soletta in calcestruzzo del vespaio e le strutture di fondazione, isolando anche la fondazione.
L’attenzione per la qualità e la cura dei particolari assegna ad AirCrab dettagli costruttivi importanti quale la perfetta sigillatura alla base del pilastrino che impedisce la risalita dell’umidità per capillarità. Impedire che si possano creare numerosi punti di contatto (tanti quanti sono i pilastrini su cui poggia la soletta) tra la struttura ed il terreno sottostante è fondamentale per ottenere un ottimo risultato volto a contrastare l’umidità di risalita in modo definitivo (120 cm +10 cm di cupola).

La scelta dei materiali

Progettare una struttura sostenibile ed efficiente non significa solo utilizzare le più elevate tecnologie al fine di produrre energia e rispettare l’ambiente. Progettare un edificio ecocompatibile vuol dire riuscire a dimostrare anche in tempi successivi alla costruzione la qualità e il livello dei risultati raggiunti, non solo dal punto di vista energetico, ma anche ambientale, ecologico, economico e di comfort interno.
Il processo che ha portato alla scelta di realizzare un progetto che fosse nel suo complesso armonioso, sostenibile e confortevole, scaturisce dall’analisi e dall’individuazione di alcune priorità, fra le quali è essenziale l’ecocompatibilità dei materiali prescelti.
Naturalmente, il perseguimento del requisito di sostenibilità non si rivolge solo all’aspetto ambientale, ma anche a quello economico.
La corretta interazione tra l’ambiente esterno e il manufatto, l’articolazione volumetrica, la forma, le caratteristiche geometriche e la distribuzione degli ambienti, contribuiscono in modo importante alla realizzazione di un perfetto equilibrio tra clima interno e clima esterno.
I dettagli costruttivi sono stati studiati allo scopo di contenere al massimo i costi, non solo in fase di esecuzione, ma anche e soprattutto di gestione dell’opera. Sono state scelte soluzioni di involucro che riducano le dispersioni termiche e insieme alle diverse tipologie impiantistiche conducano al risparmio energetico.

I materiali scelti sono durevoli nel tempo e ove possibile assemblati a secco, con un risparmio notevole in fase di realizzazione ma anche in fase di manutenzione e di esercizio.
Come già detto, per la realizzazione della struttura portante dell’edificio è stata scelta una tecnologia con sistemi innovativi come il solaio Plastbau, costituito da pannelli in EPS autoportanti, la cui leggerezza ne permette la movimentazione manuale, consentendo un risparmio sui trasporti e un minore peso su strutture e fondamenta.
Per questo motivo risulta particolarmente adatto per l’utilizzo nelle zone sismiche. Inoltre la coibentazione incorporata nella struttura consente di ottenere un grado di isolamento ottimale, con una conseguente riduzione del consumo energetico per il riscaldamento degli ambienti. Il solaio raggiunge una resistenza al fuoco REI 180 ed un valore di isolamento acustico necessario in ambienti come quello scolastico, dove la presenza di numerose persone su di un piano può produrre rumori poco idonei alle funzioni dell’opera. La scelta di prodotti leggeri e facili da trasportare garantisce la cantierizzazione dell’opera nel rispetto dei vincoli che vi sono per raggiungere la zona stessa.
A completamento dell’opera di perfetto isolamento dell’involucro edilizio, sono stati utilizzati termoblocchi di tamponamento in laterizio alta qualità del tipo Poroton.
È stata prevista la realizzazione dei servizi igienici per la zona gradinate; per la fruibilità e la migliore gestione sono già stati previsti gli appositi zerbini da incasso nella pavimentazione. Per la sicurezza degli atleti in palestra è stata prevista la realizzazione della seconda uscita di emergenza mediante scala in c.a  seminterrata.

Infissi e schermature solari

Sono stati previsti infissi in alluminio a taglio termico con vetri interni di sicurezza. Le caratteristiche prestazionali dal punto di vista energetico rispettano le norme in materia.
Grazie all’utilizzo di questi prodotti, abbinati alle fonti rinnovabili dell’impianto termofotovoltaico e all’efficienza dell’impianto di climatizzazione organizzato per lavorare sui due edifici mensa e palestra rispettivamente con due pompe di calore corredate di due compressori cadauno a servizio dell’impianto termico a pavimento e 2 rooftop ad alta efficienza energetica per la climatizzazione estiva e invernale, si è ottenuta per entrambi gli ambienti una classe energetica A4.
La progettazione della protezione solare è stata studiata in modo specifico. Solo così si raggiungono in modo ottimale complesse esigenze che collocano un edificio in un contesto di protezione solare. Il principio base del loro funzionamento consiste nell’evitare il surriscaldamento degli ambienti interni causato dalla radiazione solare diretta solamente durante il periodo estivo, senza penalizzare l’ingresso della luce naturale durante il periodo invernale.
Nel caso in esame, sono state previste più tipologie di schermature, e comunque n relazione alle esigenze. Si sono previste schermature a pensilina e per aggetti e verticali direttamente applicate sull’imbotto dell’apertura.
Le schermature in alluminio regolabili e fisse sono state preferite a quelle in legno nell’ottica di una minore manutenzione e quindi conseguente riduzione dei costi di gestione. Inoltre ben si adattano allo stile architettonico dell’intero complesso. Si è tenuto conto del percorso del sole sia in estate che in inverno.

Impianti di climatizzazione e acqua calda sanitaria

Per la climatizzazione dei locali mensa e palestra si è scelto un impianto di climatizzazione misto.
Nella letteratura più recente è espressamente consigliato l’impiego, per palestre e impianti sportivi coperti in genere, di sistemi di riscaldamento a bassa temperatura a irraggiamento a pavimento. Si è scelto dunque di riscaldare i locali mensa e palestra attraverso un sistema di pannelli radianti a pavimento, collegati a due pompe di calore tipo Aermec ANL 152 (per soddisfare la potenza complessiva richiesta dai due edifici determinata nella relazione di calcolo specifica) pari a Potenza frigorifera nominale 32,5 kW e potenza termica nominale 34,5 kW alimentazione elettrica 400V-3-50Hz, Certificazione Eurovent, rispettivamente con due compressori ciascuno in modo da parzializzare ancora di più le potenze richieste. Le PdC sono integrate ad un impianto termofotovoltaico, sia per il riscaldamento che per l’acqua calda sanitaria, composto da 84 pannelli di 250W, per una potenza di picco di 21 kWpe e 79.54 kWpt.
L’impianto termo-fotovoltaico, o di cogenerazione solare, produce simultaneamente energia elettrica e termica; l’energia elettrica può essere autoconsumata, ed in parte ceduta in Rete (regime di “Scambio sul posto”); l’energia termica può essere utilizzata in un accumulo termico al fine di integrare la produzione di acqua calda sanitaria di una pompa di calore. L’impianto sarà realizzato con i Moduli esposti a Est, e con un’inclinazione di 5°; la superficie totale dei moduli termofotovoltaici è pari a ca. 140 mq. L’Impianto sarà infine dotato di 4 accumuli termici da 888 lt di acqua calda sanitaria e acqua tecnica.

Per la climatizzazione estiva e le ventilazioni meccaniche si è scelto un impianto a tutta aria di tipo autonomo fra i più efficienti del settore, così composto: una unità Rooftop modello RTX17 F, per la palestra e modello RTX 10 F per la mensa, poste all’esterno, in corrispondenza della copertura piana in c.a, appositamente progettata per il posizionamento delle macchine tecniche. Le verifiche effettuate sono soddisfacenti e raggiungono pienamente i valori del bonus Volumetrico. Il tutto è stato rivisto secondo le nuove norme entrate in vigore il 29 giugno 2016, in cui è stata aggiornata la UNI/TS 11300-4 del 2012 ed introdotta la UNI/TS 11300 parte 5-6.

Fruibilità interna

Per centrare l’obiettivo del miglioramento del comfort, fruibilità ed umanizzazione degli ambienti, lo staff di progettazione ha analizzato nel dettaglio il progetto preliminare nel suo complesso e ne ha tratto le conclusioni del “comfort” ricercato per i futuri utenti/fruitori di questa opera. Ebbene è risultato che il comfort ricercato non è altro che quell’insieme di sensazioni piacevoli derivanti da stimoli esterni o interni al nostro corpo, che ci procurano una sensazione di benessere in una determinata situazione: per esempio, quando siamo seduti oppure ci troviamo in un ambiente ventilato o silenzioso o illuminato da una luce senza forti contrasti.
Secondo questa visione, il comfort sarebbe dunque una condizione del tutto soggettiva, impossibile da misurare, ma sicuramente da ricercare e migliorare passo dopo passo in base alle vere esigenze dei fruitori. Il comfort per gli spazi si vorrebbe concretizzare con il collegamento fra i due corpi palestra e mensa e nel contempo stesso con l’esterno, tramite la visione quasi mai interrotta fra gli spazi, cosi come rappresentato nelle immagini in queste pagine. Le gradinate della palestra saranno rifinite in c.a. a faccia a vista con spigolo smussato e il piano del ballatoio finale sarà rifinito con pavimento tipo lamparquet.
Lo studio per l’umanizzazione e fruibilità degli ambienti ha voluto tener conto di chi domani dovrà trascorrere molto del suo tempo in questi ambienti. La scuola dovrà essere ogni giorno accogliente! La scelta dei pavimenti è stata effettuata per garantire al massimo igiene, facilità nella pulizia e antibattericità. I pavimenti ed i rivestimenti in gomma sono sicuri e rispettosi dell’ambiente; il contenimento delle infezioni causate da microrganismi multiresistenti impegna i dipartimenti di igiene degli ospedali e altre strutture sanitarie da anni. Oltre alle misure preventive e igieniche per i pazienti e il personale medico anche la scelta dei materiali idonei può contribuire a prevenire tali infezioni.

L’attenzione è rivolta in particolare alla pavimentazione, perché occupa una grande area in ciascun edificio. Nella lotta contro gli agenti patogeni multiresistenti anche i materiali di costruzione sono sempre più al centro dell’attenzione, perché hanno un impatto significativo sulle norme igieniche sulle strutture pubbliche. Un ruolo particolare è svolto dal tipo di pavimentazione. Germi pericolosi nei pavimenti e rivestimenti sono da eliminare!
Un’alternativa perfettamente igienica è offerta in questo caso dai pavimenti e rivestimenti in gomma naturale. Per via della sua superficie estremamente densa e della sua reticolazione UV in fabbrica, questi pavimenti e rivestimenti non necessitano di rivestimento o verniciatura. Il rischio che i virus o i batteri penetrino nella superficie del pavimento può dunque essere escluso. Poiché i pavimenti e i rivestimenti in gomma non contengono plastificanti (ftalati), si può escludere il restringimento del materiale. I pavimenti e i rivestimenti in gomma sono dimensionalmente stabili anche dopo diversi decenni. Grazie alla posa senza giunti si riduce il rischio di insediamento dei germi.
Non poteva inoltre non considerarsi la qualità dell’aria e l’abbattimento degli agenti inquinanti e per fare ciò, a parte la scelta di tutti i materiali ecocompatibili previsti per la realizzazione dell’opera, sulla base della guida del Ministero dell’Ambiente su “Qualità dell’aria nelle scuole: un dovere di tutti un diritto dei bambini”, la quale consiglia fra i vari metodi l’uso delle piante interne.
Per tale motivo si è progettato oltre al verde esterno anche il verde interno facendo la selezione delle piante indicate nella sopracitata guida.
Le piante danno colore agli interni degli ambienti, emanano un buon profumo e hanno anche effetti benefici per la salute. Studi condotti su cinquanta tra le principali piante da interno, per testarne la capacità di assorbimento degli inquinanti presenti negli ambienti chiusi, hanno dimostrato che alcune riescono a eliminare sostanze tossiche per l’organismo, quali formaldeide, lo xilene o il benzene, contenuti nei materiali per l’edilizia e l’arredamento. Le più efficaci sono  la dracena, il filodendro, lo spatifillo e la gerbera, che assorbono più dell’80% degli inquinanti indoor. Attive sono anche l’aloe, il ciclamino e la begonia.

Riduzione dei costi di gestione

Alla riduzione dei costi di gestione e manutenzione delle strutture concorrono oltre alle caratteristiche di efficienza energetica dei materiali, di durabilità e scarsa manutenzione, in modo significativo i seguenti impianti di illuminazione interna con l’uso di lampade a tecnologia Led e impianto di gestione dell’illuminamento artificiale in funzione di quella naturale.
L’illuminazione artificiale corrisponde a quasi il 15% del consumo di energia elettrica di una struttura. L’uso delle nuove tecnologie di illuminazione permette una riduzione dei consumi di energia elettrica del 50%-70%. È possibile ridurre il consumo energetico per l’illuminazione utilizzando corpi illuminanti ad alta efficienza energetica nonché i controlli per l’intensità luminosa.
La proposta migliorativa per il progetto definitivo consiste nell’utilizzo dell’illuminazione a LED, acronimo di Light Emitting Diode. Il ridotto consumo di energia elettrica e la lunga durata con la conseguente minima necessità di manutenzione, consentono di realizzare applicazioni interessanti sul piano dell’economia di esercizio. L’illuminazione Led è più efficiente dal punto di vista energetico, ha una durata maggiore ed è più sostenibile.
Il continuo aumento dei costi energetici e del numero di normative ambientali impone di pensare con maggiore responsabilità al consumo di energia. Creare un impianto dotato di sistemi per il controllo dell’illuminazione ad alte prestazioni, che soddisfi tutti i requisiti tecnici, rappresenta una valida miglioria da prevedere nella progettazione.
La soluzione proposta è il sistema OccuPlus il quale ottimizza i risparmi energetici con un sistema di controllo intelligente in grado di compensare le variazioni della luce naturale.
Quando il sistema rileva il livello di luce adeguato, regola gli apparecchi d’illuminazione o addirittura li spegne, consentendo di risparmiare fino al 75% (per gli apparecchi istallati in prossimità delle finestre). Inoltre regola le luci nelle aree circostanti, quando non vi sono persone presenti, creando così un ambiente confortevole nel quale sentirsi sempre al sicuro. E per di più, grazie alla spia LED, è possibile verificare l’efficienza del sistema.

L’illuminazione naturale tubolare

Il locale dedicato all’archivio – adiacente alla palestra – è sprovvisto di finestre, dunque siccome da normativa UNI EN 12464-1 “Illuminazione dei Luoghi di Lavoro”, per il locale in oggetto occorre garantire 100 lux, si prevede la costruzione di un sistema innovativo che permette di illuminare locali per l’appunto sprovvisti di finestre. Avendo deciso di non modificare l’idea progettuale di base, si sono previsti 4 sistemi di illuminazione naturale del tipo Lightway 600 mm in grado di garantire un illuminamento medio pari a 100 lux.
Nello specifico si tratta del modello del lucernario tubolare Lightway, condotto di diametro cm. 52, che si pone come obbiettivo quello di Illuminare con luce naturale gli ambienti privi di finestre o ambienti che, anche in presenza di finestre, non risultano essere sufficientemente illuminati. Con il lucernario tubolare Lightway è possibile realizzare qualsiasi tipologia di percorso. I condotti possono essere installati in posizione verticale e/o orizzontale grazie all’ausilio di condotti curvabili da 0-90°. La cupola del lucernario tubolare Lightway® serie Silver è in plexiglass, resistente agli urti, agli sbalzi di temperatura ed agli agenti atmosferici anche in condizioni severe. La forma della calotta Lightway Silver è stata progettata per ottimizzare la resa anche nelle giornate di cielo coperto. Dunque avendo deciso di adottare questa soluzione come risoluzione della problematica relativa al locale dell’archivio senza finestra si passa alla modellazione tramite sempre il software Velux del sistema oggetto di progettazione.
Nello specifico in prima battuta sono stati ipotizzati 4 di questi dispositivi all’interno del locale e si è proceduto alla verifica in termini di lux garantiti.

Comfort acustico

Nella fase di progettazione esecutiva è stato possibile eseguire le verifiche acustiche degli ambienti al fine di limitare il fenomeno del riverbero interno che potrebbe rivelarsi per ambienti affollati molto fastidioso. Infatti, come noto, il persistere dei suoni negli ambienti dopo l’avvenuta emissione (riverbero) è da imputare alla scarsa capacità assorbente delle strutture. La parola e la musica sono linguaggi caratterizzati da suoni in successione più o meno rapida. Un tempo di riverbero troppo lungo (inteso come il tempo necessario affinché il suono decada di 60 dB) implica un decadimento lento dei suoni e la sovrapposizione degli stessi, compromettendo l’intelligibilità della parola; inoltre gli ambienti presentano fastidiosi fenomeni di rimbombo per la riflessione multipla delle onde sonore ed una sgradevole rumorosità di fondo.
Per limitare il tempo di riverberazione di un ambiente (quelli ottimali per gli ambienti scolastici sono indicati nel D.M. 18/12/1975), lʼunica soluzione consiste nel ridurre il livello sonoro dei segnali riflessi, attraverso materiali/sistemi che assorbono la maggior frazione possibile dellʼenergia sonora del segnale incidente: ossia con lʼimpiego di materiali/sistemi ad alto valore di assorbimento acustico.
La norma definisce il tempo di riverberazione come il tempo, in secondi, necessario affinchè il livello di pressione sonora diminuisca di 60 dB. la formula di Sabine esprime il Tempo di riverberazione come:

T = 0.16 (V/Atot)

dove:
V = volume dell’ambiente espresso in metri cubi;
Atot =  area di assorbimento acustico equivalente, espressa in metri quadri.
Il valore ottimale del tempo di riverberazione in un ambiente destinato all’ascolto della parola rappresenta il giusto compromesso tra il raggiungimento di un livello sonoro sufficiente per un’audizione senza sforzo, in tutti i punti dell’ambiente, e l’assenza di mascheramenti tra le sillabe del messaggio parlato.
La Circolare del Ministero dei Lavori Pubblici N. 3150 del 22/05/1967, recante i criteri di valutazione e collaudo dei requisiti acustici, indica che nelle palestre la media dei tempi di riverberazione non deve superare 2.2 s, ed eventuali aule di spettacolo e musica devono adeguarsi. Noi abbiamo ritenuto migliorativo applicare tale restrizione anche alla sala mensa. I risultati evidenziano che la scelta di isolare il soffitto di tali ambienti con pannelli in lana di legno tipo Celenit AB 25 mm permette di raggiungere i valori richiesti.