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Casi studio

Tetto bianco, cariche solari innovative e design bioclimatico a Madrid

Tetto bianco, cariche solari innovative e design bioclimatico a Madrid

Si prevede che gli impatti dei cambiamenti climatici avranno un forte impatto sulla regione di Madrid e includono calore estremo in estate, scarsità d'acqua e precipitazioni occasionali.

Nel 2012 è stato completato il nuovo edificio del dipartimento di energia dell'Istituto di Studi Avanzati di Madrid (IMDEA). L'edificio, situato a Móstoles, a 18 Km a sud-ovest dal centro di Madrid, incorpora diverse soluzioni di adattamento ai cambiamenti climatici. Queste misure hanno spesso un effetto simultaneo di mitigazione del clima. L'edificio è stato progettato secondo i criteri dell'architettura bioclimatica, al fine di raggiungere basse temperature interne durante i periodi caldi e ridurre al minimo l'uso di energia per il raffreddamento e l'illuminazione. Sono state inoltre elaborate misure di adattamento ai cambiamenti climatici per quanto riguarda la gestione delle risorse idriche. Sono stati implementati sistemi di risparmio idrico e tutta l'acqua proveniente dal tetto viene raccolta per irrigare aree verdi o per altri scopi non specificati. Si tiene conto non solo delle siccità estreme, ma anche delle piogge estreme; il parcheggio ha una superficie permeabile, che drena rapidamente l'acqua dopo l'evento. Le misure di mitigazione del clima si concentrano principalmente sull'efficienza energetica, sulle fonti di energia rinnovabili e sulla riduzione del consumo energetico. Oltre a utilizzare in modo efficiente le fonti energetiche disponibili (rinnovabili), l'edificio si concentra sull'efficienza e la versatilità attraverso la sua struttura architettonica. L'efficienza delle risorse durante la costruzione dell'edificio è stata un altro importante obiettivo del progetto.

Descrizione del caso studio

Sfide

L'area di Madrid dovrebbe vedere cambiamenti piuttosto gravi nelle condizioni climatiche, in particolare in relazione al numero e alla durata delle alte temperature diurne e notturne e alla diminuzione delle precipitazioni. La media delle proiezioni modello di un insieme di grandi modelli climatici, ridimensionata a livello comunale nello scenario climatico RCP8.5, indica un marcato aumento del numero di notti calde (ossia quelle notti con una temperatura media superiore al 90 % percentile del periodo di riferimento, 2006): 50, 80, 114 notti rispettivamente nel 2010, 2050 e 2100 (modelli disponibili in AdapteCCa. I modelli prevedono anche un aumento delle giornate calde (temperatura media giornaliera superiore al 90 % percentile nel periodo di riferimento): 31, 54, 75 giorni rispettivamente nel 2010, 2050 e 2100; così come nella durata delle ondate di calore: 17, 26, 56 giorni rispettivamente nel 2010, 2050 e 2100. Essi indicano anche una diminuzione delle precipitazioni con il numero di giorni con meno di 1 mm di pioggia che aumenta da 280 nel 2010 a 283 nel 2050 a 302 nel 2100.

Come tale, gli impatti dei cambiamenti climatici come il calore estremo, la scarsità d'acqua e occasionali forti piogge dovrebbero porre problemi sempre più gravi per la regione di Madrid nei prossimi decenni, la sfida del progetto è stata quella di sviluppare un edificio che avrebbe dovuto soddisfare una combinazione di numerosi obiettivi ambiziosi: doveva diventare un grande edificio multifunzionale, flessibile, efficiente dal punto di vista energetico e adattivo dal punto di vista climatico, che sarebbe durato a lungo e che sarebbe stato adattato a quelle mutevoli circostanze.

Obiettivi

Poiché l'obiettivo del dipartimento energia dell'istituto IMDEA è quello di svolgere attività di ricerca e sviluppo su questioni energetiche (in particolare per quanto riguarda le energie rinnovabili e le soluzioni di energia pulita), è stato considerato un collegamento a questi obiettivi generali nella progettazione del nuovo edificio. Allo stesso tempo, gli sviluppatori miravano a progettare un edificio che avrebbe funzionato a lungo e che avrebbe funzionato in condizioni climatiche modificate, con temperature estive più elevate e senza consumare ulteriore energia per il raffreddamento. La progettazione dell'edificio doveva includere sistemi efficienti dal punto di vista energetico, energie rinnovabili, consumi energetici ridotti, sistemi idrici efficienti, un uso efficiente delle risorse (come i materiali da costruzione) e aree verdi intorno all'edificio.

Soluzioni

La maggior parte delle soluzioni implementate nella costruzione dell'edificio IMDEA sono misure di adattamento ai cambiamenti climatici e misure di mitigazione allo stesso tempo.

L'edificio è stato progettato secondo i criteri dell'architettura bioclimatica, al fine di raggiungere basse temperature interne durante i periodi caldi e ridurre al minimo il consumo di energia per il raffreddamento e l'illuminazione. Le facciate dell'edificio sono retroventilate con isolamento di 80 mm e diverse finiture esterne per un risultato ottimale. È avvolto da grandi superfici trasparenti, soprattutto nelle pareti interne, che migliorano l'aspetto e l'illuminazione dell'edificio. Le lame orizzontali ("sistema a lama larga fissa") vengono utilizzate all'esterno dell'edificio, offrendo così un'efficace ombreggiatura solare senza compromettere la vista. Questi ombrelloni proteggono gli utenti da un eccessivo livello di calore dovuto alla radiazione solare o alla possibilità di abbagliare quando l'altitudine solare è al suo massimo o quando i livelli di radiazione sono molto alti. Insieme a un corretto orientamento dell'edificio, gli ombrelloni consentono un uso ottimale della luce in arrivo in tempi di bassa altitudine solare (prima mattina, tarda sera e giorni invernali). Le aree del tetto esposte al sole diretto sono state coperte da uno speciale materiale bianco che riflette la radiazione, che riduce la quantità di energia necessaria per il raffreddamento e il contributo all'effetto isola di calore urbano.

Particolare attenzione è stata prestata nell'orientamento dell'edificio: diversi sistemi di facciata sono stati progettati e confrontati per sviluppare la facciata ottimale in base alla funzione e all'orientamento. L'edificio è stato progettato in moduli, in modo da poter essere ampliato o diviso senza alterarne la funzionalità o l'immagine. Il nucleo dell'edificio forma il suo cuore in termini di utilizzo ed è concepito come un luogo di incontro e di interazione naturale. Gli spazi di ricerca sono collocati intorno ad esso. In tali spazi l'attrezzatura tecnica è posta sopra, formando così una copertura di difesa passiva contro l'eccessiva radiazione solare e il calore.

Sono state inoltre elaborate misure di adattamento per quanto riguarda la gestione delle risorse idriche. Sono implementati sistemi di risparmio idrico; ad esempio lavandini, servizi igienici e orinatoi consumano pochissima acqua e il risparmio è superiore al 40 % rispetto a un edificio convenzionale. Inoltre, tutta l'acqua del tetto viene raccolta e utilizzata per irrigare aree verdi o per altri scopi non specificati. Si tiene conto non solo delle siccità estreme, ma anche delle piogge estreme; il parcheggio ha una superficie permeabile, che drena rapidamente l'acqua dopo l'evento. L'area verde che circonda l'edificio è coperta da alberi e piante locali.

Le misure di mitigazione del clima che sono state prese in considerazione si concentrano principalmente sull'efficienza energetica, sulle fonti di energia rinnovabili e sulla riduzione del consumo energetico. L'edificio dispone di strutture efficienti dal punto di vista energetico e di un sistema di monitoraggio e controllo per garantire un utilizzo ottimale di tali impianti. L'edificio è diventato ogni anno più efficiente dal punto di vista energetico, grazie a questo sistema di monitoraggio. Un sistema chiuso di raffreddamento ad acqua supporta anche l'efficienza energetica e idrica dell'edificio. Un impianto di accumulo di energia termica acquifera, cogenerazione e pannelli solari sono installati come fonti energetiche rinnovabili.

L'efficienza delle risorse è stata un altro obiettivo importante del progetto. Durante la costruzione sono stati utilizzati materiali riciclati, come acciaio, alluminio o vetro; oltre a componenti realizzati localmente, come pietra naturale, cemento e materiali ceramici. Anche la sostenibilità dei materiali è stata una questione importante e quindi i materiali derivati dal legno hanno il certificato FSC. L'intero edificio IMDEA è stato progettato e sviluppato secondo le specifiche Green Building (stabilite dal Green Building Council statunitense) e ha ottenuto la certificazione LEED Gold.

Infine, le misure di mitigazione dei cambiamenti climatici sono attuate anche attraverso misure comportamentali; le auto elettriche e il carsharing sono incoraggiati dalla prenotazione di posti speciali nell'area di parcheggio IMDEA.

Rilevanza

Case developed and implemented and partially funded as a Climate Change Adaptation measure.

Dettagli aggiuntivi

Partecipazione degli attori interessatI

La partecipazione delle parti interessate non è stata direttamente rilevante per la progettazione e la costruzione del nuovo edificio del dipartimento energia dell'IMDEA. Sono stati coinvolti i seguenti attori chiave.

Il progetto è stato avviato dall'istituto IMDEA (Fundación IMDEA Energía). In Spagna, i progetti di costruzione sono di solito governati da una parte e in questo caso questo partito di supervisione era la società di architetti Arkitools. La società di costruzioni era SACYR. Diversi consulenti hanno partecipato al progetto: HCA (consulenti di strutture), OFINCO (consulenti impianti), INITEC (consulenti impianti) e EUROCONSULT (gestione dei progetti). Vega INGENIERÍA ha assistito nel processo di certificazione LEED. Il comune di Móstoles, la città in cui si trova l'edificio IMDEA, ha sostenuto il progetto fornendo il terreno gratuitamente.

Successo e fattori limitanti

Il tempo e l'attenzione prestati alla progettazione dell'edificio hanno portato a un piano edilizio accuratamente sviluppato. È iniziato come un design relativamente semplice ma si è evoluto durante il processo di progettazione con un aumento degli obiettivi di efficienza energetica nel tempo.

Un altro fattore di successo è stato che il progetto si è concentrato su un design integrato invece di una semplice aggiunta di singole tecniche. Ad esempio, i pannelli solari sono stati installati direttamente sul tetto invece di aggiungerli in una fase successiva. Un altro esempio è che durante i test del suolo per le fondazioni, sono stati eseguiti simultaneamente test per il potenziale di accumulo dell'energia termica acquifera.

All'inizio del progetto gli obiettivi climatici, energetici e di sostenibilità erano molto bassi, ma si sono evoluti nel corso del progetto. Il continuo aggiornamento degli obiettivi e delle misure ha allungato notevolmente i tempi di sviluppo del progetto.

Costi e benefici

Il costo di costruzione è stato di circa 9,2 milioni di euro. Nessuna sovvenzione è stata concessa direttamente dalla città o dalla regione, ma dal momento che l'istituto IMDEA è stato creato dalla Comunità di Madrid, questo progetto edilizio è stato indirettamente finanziato dalla comunità autonoma.

L'IMDEA ha ricevuto finanziamenti da inviti per la Scienza e la Tecnologia del Ministero dell'Economia e della Competitività, anche se non si sa quanti finanziamenti sono stati ricevuti. L'IMDEA ha inoltre ricevuto finanziamenti dal Fondo europeo di sviluppo regionale (FESR), attraverso un accordo firmato tra il Ministero dell'Economia e dell'Innovazione e la Comunità di Madrid, ma non è chiaro quanto del finanziamento sia stato destinato all'edificio e quanto al lavoro di ricerca; in totale, il finanziamento è nell'ordine di grandezza di milioni di euro.

Il nuovo edificio non è solo costato soldi, ma è destinato a risparmiare denaro durante il periodo di utilizzo. L'elevata efficienza energetica e idrica dell'edificio può comportare costi futuri inferiori per il consumo di energia e acqua rispetto agli edifici convenzionali.

Tempo di implementazione

La costruzione dell'edificio è iniziata nel maggio 2010 ed è stata completata nel maggio 2012. Il monitoraggio delle prestazioni energetiche dell'edificio è in corso.

Durata

A condizione che l'edificio sia ben mantenuto, la sua vita utile è stimata in oltre 50 anni. L'edificio è stato progettato prevedendo la possibilità futura di incorporare miglioramenti tecnici.

Informazioni di riferimento

Contatto

Jaime García Rodríguez
Arkitools
Calle Anunciación 8, Local 2
Madrid 28009, Spain
E-mail: info@arkitools.com 

Riferimento

Arkitools and IMDEA

Pubblicato in Climate-ADAPT Nov 22 2022   -   Aggiornamento più recente in Climate-ADAPT Dec 14 2023


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