VELUXlab

Il 25 gennaio 2012, alla presenza di Marcello Raimondi, Assessore all'Ambiente, Energia e Reti della Regione Lombardia, Cristina Tajani, Assessore alle Politiche per il lavoro, Sviluppo economico, Università e ricerca del Comune di Milano, Michael K. Rasmussen, Chief Marketing Officer del Gruppo VELUX, Giovanni Azzone, Rettore del Politecnico di Milano è stato presentato VELUXlab il primo edificio italiano NZEB (Nearly Zero Energy Building) a "energia quasi zero" inserito in un campus universitario.

Promosso dal Politecnico di Milano e interamente finanziato da VELUX, l'edificio diventerà un laboratorio d'eccellenza, dove i ricercatori del Politecnico potranno sperimentare e testare nuove tecnologie e materiali per l'efficienza energetica in edilizia e per lo studio della luce e della ventilazione naturale.

Partendo dal progetto architettonico originario di ACXT/IDOM per VELUX lo studio Atelier 2 di Milano ha riprogettato completamente l'involucro esterno e il layout degli spazi interni, concependo il nuovo edificio come un modulo sperimentale ad alto contenuto tecnologico e innovativo. Il progetto è stato promosso dalla Prof.ssa Manuela Grecchi, prorettore con delega all'edilizia del Politecnico di Milano e dal Prof. Marco Imperadori del dipartimento BEST del Politecnico di Milano.

L'edificio sarà destinato ad attività di ricerca dei dipartimenti BEST ed Energia del Politecnico di Milano e sarà utilizzato come laboratorio per testare nuove tecnologie e materiali per l'efficienza energetica in edilizia e per lo studio della luce e ventilazione naturale. Concepito come un modulo sperimentale in cui la stessa forma consente una risposta "attiva" al mutare delle condizioni climatiche esterne, VELUXlab presenta ottimi livelli di confort interno e di efficienza energetica.

L'attenta progettazione dell'involucro unita alla progettazione energetica ed impiantistica svolta in sinergia tra i dipartimenti BEST ed Energia del Politecnico di Milano guidati dai Prof. Marco Imperadori e Prof. Mario Motta, ha consentito di minimizzare il fabbisogno energetico dell'edificio. Il comportamento energetico dell'involucro, costruito con tecnologia stratificata a secco, è stato simulato attraverso modelli energetici in regime dinamico valutandone l'efficacia e le prestazioni.

Parte dell'edificio, compreso l'impianto termico, sarà costantemente monitorato attraverso una innovativa rete di sensori wireless messa a punto per l'occasione dal Prof. Gianpaolo Cugola del dipartimento DEI del Politecnico di Milano (primo edificio in Italia di questo tipo).

L'intero intervento è stato condotto con un occhio di riguardo verso l'efficienza energetica e l'impatto ambientale. Sono stati infatti impiegati materiali isolanti a matrice lignea o facilmente riciclabili i quali, assieme ai pannelli di rivestimento esterno in fibra di vetro riciclata, al riempimento delle intercapedini con polistirene sbriciolato derivante dagli sfridi triturati delle lavorazioni e alla pavimentazione esterna in legno di iroko riutilizzato, contribuiscono alla riduzione dell'impatto ambientale dell'edificio nel suo intero ciclo di vita.

La stessa tecnologia costruttiva a secco consente una facile smontabilità e riciclabilità dell'edificio nelle sue componenti e al contempo il raggiungimento di ragguardevoli prestazioni energetiche ed acustiche. Il confort all'interno dei locali è garantito grazie all'attenta progettazione energetica e all'integrazione di sistemi impiantistici radianti a bassa temperatura ma anche grazie all'ottima luminosità interna degli ambienti garantita dai lucernari integrati nelle falde di copertura. In aggiunta, l'uso di controsoffitti fonoassorbenti realizzati con lastre di gesso rivestito additivato di zeolite consente di migliorare il confort acustico interno e al contempo ridurre il quantitativo di inquinanti nell'aria.

VELUXlab rappresenta quindi un modello di edificio, un prototipo per gli edifici per uffici di futura costruzione, un esempio che aprirà le porte a future sperimentazioni e implementazioni. L'edificio è anche un esempio di riuso, essendo stato montato a Bilbao (2007), Roma (2008) e Milano (2009).

Il layout planimetrico è caratterizzato da una disposizione a corte aperta con orientamento in direzione Nord-Sud. La forma dell'edificio consente di proteggere le porzioni vetrate maggiormente esposte alla radiazione solare estiva e allo stesso tempo favorisce la ventilazione naturale degli ambienti.
Le falde di copertura a differente inclinazione integrano lucernari in grado di garantire il corretto illuminamento dei locali convogliando negli spazi la luce zenitale.

Il sistema costruttivo è stratificato a secco con materiali isolanti di diversa densità e differenti caratteristiche termiche. Il Controllo del comportamento termico dinamico dell'involucro, attraverso la progettazione avanzata dello stesso, assicura elevati valori di sfasamento termico e bassa trasmittanza termica.
I materiali che costituiscono l'involucro sono per la maggior parte facilmente riciclabili o ad alto contenuto di riciclato riducendo l'impatto ambientale dell'edificio nel suo ciclo di vita.
Le soluzioni tecnologiche adottate rappresentano un caso sperimentale di applicazione di soluzioni di involucro leggero ad alte prestazioni, le quali saranno monitorate per validare e testare i modelli di calcolo adottati.

Per testare le soluzioni tecnologiche progettate e valutare l'efficienza energetica complessiva dell'edificio, sono state condotte delle simulazioni energetiche in regime dinamico. Il vantaggio di questo complesso sistema di simulazioni risiede nel poter disporre dell'andamento orario del comportamento energetico dell'edificio lungo tutto l'arco dell'anno. Questo metodo di simulazione, sebbene attualmente non sia previsto da nessuna normativa italiana, consente di avere una stima verosimile del comportamento energetico del sistema edificio/impianto durante la stagione estiva, dove le condizioni climatiche esterne (ma anche interne se si considera la fluttuazione dei carichi termici) sono in continuo mutamento per cui un'analisi con un metodo semi-stazionario porterebbe a risultati non fedeli alla realtà (spesso ampiamente a favore di sicurezza con considerevoli sovradimensionamenti dell'impianto di climatizzazione estiva).

Le simulazioni energetiche sono state condotte servendosi del software Trnsys (Transient System SimulationTool), che consente di modellare qualsivoglia edificio e sistema impiantistico per valutarne il comportamento energetico. In questo caso si è operato dapprima costruendo il modello generale dell'edificio e successivamente si sono creati differenti scenari per stabilirne il comportamento energetico e i benefici in termini di riduzione del fabbisogno energetico complessivo. Sono quindi state svolte quattro differenti simulazioni per testare l'efficacia di più soluzioni bioclimatiche ed impiantistiche al fine di giungere a un modello dell'edificio particolarmente realistico e successivamente confrontabile con il monitoraggio previsto.

L'edificio verrà interamente monitorato per valutare non solo i suoi reali consumi energetici ma anche il comportamento termico dinamico dell'involucro progettato e validare i modelli analitici adottati. E' infatti previsto un sistema di sensori di temperatura superficiale e di intercapedine e di ulteriori contatori per il calcolo del consumo energetico finale dell'edificio.

L'innovativo sistema di monitoraggio messo a punto è basato su una rete di acquisitori dati senza fili di ultimissima concezione (WSN, Wireless Sensor Network). Il progetto di coordinamento e di messa a punto del software di acquisizione dei dati è stato seguito dal Prof. Gianpaolo Cugola del Dipartimento di Elettronica ed Informazione del Politecnico di Milano.

Il monitoraggio delle prestazioni dell'edificio è volto alla valutazione dell'efficacia delle chiusure opache con rivestimento ventilato in climi miti, delle condizioni di comfort termico interno e allo svolgimento di alcune considerazioni sull'applicazione di soluzioni di involucro stratificate leggere alle nostre latitudini in edifici a destinazione d'uso non residenziale.
I dati acquisiti verranno poi resi disponibili, attraverso un gateway sulla rete del Politecnico per poter successivamente essere accessibili da un qualsiasi computer connesso ad internet.

Coordinamento generale: Prof.ssa Manuela Grecchi, delegato del Rettore all'edilizia - Politecnico di Milano
Coordinamento scientifico: Prof. Marco Imperadori, Dipartimento BEST - Politecnico di Milano
Concept Architettonico originario ATIKA: ACXT/IDOM-Javier AjaCantalejo e Roberto Aparicio Ronda
Progetto Architettonico, tecnologico, direzione lavori e coordinamento per la sicurezza VELUXlab: Atelier 2 - Milano
Coordinamento simulazioni energetiche, impiantistiche e progetto del sistema di monitoraggio: Ing. Michele Sauchelli - Dipartimento BEST, Politecnico di Milano
Team sviluppo tecnologico: Prof. Marco Imperadori, Ing. Michele Sauchelli, Ing. Narghes Doust - Dipartimento BEST, Politecnico di Milano
Team sviluppo energetico/impiantistico: Prof. Mario Motta, Ing. Alberto Mauro - Dipartimento di Energia, Politecnico di Milano
Team sviluppo sistema di monitoraggio: Prof. Gianpaolo Cugola, Ing. Alessandro Sivieri - Dipartimento DEI, Politecnico di Milano
Impresa di costruzioni: Bertolani - costruzioni compatibili di Bertolani Alessandro
Responsabile tecnico di cantiere: Geom. Marco Talassi
Impianti elettrici: Forlani Impianti
Impianti meccanici e idrico-sanitari: Idronova
Serramenti verticali esterni: Kaser - Schüco
Finestre a tetto e pannelli solari termici: VELUX
Finanziamento: VELUX Italia Spa
Amministratore Delegato VELUX Italia Spa: Dott. Massimo Buccilli
Coordinamento tecnico per VELUX: Arch. Marco Soravia
Responsabile Relazioni Esterne VELUX Italia Spa: Dott.ssa Elen Bono
Responsabile comunicazione Politecnico di Milano: Dott.ssa Mascia Sgarlata