Tetto bianco, ombreggiature solari innovative e design bioclimatico a Madrid

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 dei modelli 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 percentile del 90% del periodo di riferimento, 2006): 50, 80, 114 notti rispettivamente nel 2010, 2050 e 2100 (modelli disponibili in AdapteCCa. I modelli prevedono inoltre un aumento dei giorni caldi (temperatura media giornaliera superiore al percentile del 90% nel periodo di riferimento): 31, 54, 75 giorni rispettivamente nel 2010, 2050 e 2100; nonché nella durata delle ondate di calore: 17, 26, 56 giorni rispettivamente nel 2010, 2050 e 2100. Indicano anche una diminuzione delle precipitazioni con il numero di giorni con meno di 1 mm di pioggia in aumento da 280 nel 2010 a 283 nel 2050 a 302 nel 2100.

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

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), nella progettazione del nuovo edificio è stato preso in considerazione un collegamento con questi obiettivi generali. 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 energia aggiuntiva per il raffreddamento. La progettazione dell'edificio doveva includere sistemi efficienti dal punto di vista energetico, energie rinnovabili, consumo ridotto di energia, sistemi idrici efficienti, uso efficiente delle risorse (come i materiali da costruzione) e aree verdi intorno all'edificio.

La maggior parte delle soluzioni implementate nella costruzione dell'edificio IMDEA sono misure di adattamento e mitigazione dei cambiamenti climatici 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 degli edifici sono retroventilate con isolamento di 80 mm e diverse finiture esterne per un risultato ottimale. È avvolto da grandi superfici trasparenti, specialmente nelle pareti interne, che migliorano l'aspetto e l'illuminazione dell'edificio. All'esterno dell'edificio vengono utilizzate lame orizzontali ("sistema di lame fisse di grandi dimensioni"), 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 abbagliamento 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 (mattina presto, sera tardi e giorni invernali). Le aree del tetto esposte al sole diretto sono state coperte con uno speciale materiale bianco che riflette la radiazione, il che riduce la quantità di energia necessaria per il raffreddamento e il contributo all'effetto isola di calore urbana.

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

Sono state inoltre sviluppate misure di adattamento per quanto riguarda la gestione delle risorse idriche. Implementazione di 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 dal tetto viene raccolta e utilizzata per irrigare aree verdi o per altri scopi non specificati. Si tiene conto non solo della siccità estrema, ma anche delle precipitazioni estreme; il parcheggio ha una superficie permeabile, che drena l'acqua rapidamente dopo l'evento. L'area verde che circonda l'edificio è coperta da alberi e piante locali.

Le misure di mitigazione dei cambiamenti climatici prese in considerazione si concentrano principalmente sull'efficienza energetica, sulle fonti energetiche 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 uso ottimale di tali strutture. 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 di energia rinnovabile.

Un altro aspetto importante del progetto è stato l'efficienza delle risorse. Durante la costruzione sono stati utilizzati materiali riciclati, come acciaio, alluminio o vetro; così come 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 degli Stati Uniti) e ha ottenuto la certificazione LEED Gold.

Infine, le misure di mitigazione dei cambiamenti climatici sono attuate anche attraverso misure comportamentali; auto elettriche e carpooling sono incoraggiati dalla prenotazione di posti speciali sul parcheggio IMDEA.

La partecipazione delle parti interessate non è stata direttamente rilevante per la progettazione e la costruzione del nuovo edificio del dipartimento dell'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 un partito 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 per le strutture), OFINCO (consulenti per gli impianti), INITEC (consulenti per gli impianti) ed 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 gratuitamente il terreno.

Il tempo e l'attenzione prestati alla progettazione dell'edificio hanno portato a un piano di costruzione accuratamente sviluppato. È iniziato come un progetto 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 di energia termica della falda acquifera.

All'inizio del progetto gli obiettivi in materia di clima, energia e 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.

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

L'IMDEA ha ricevuto finanziamenti dai bandi per la Scienza e la Tecnologia del Ministero dell'Economia e della Competitività, anche se non si sa quanti finanziamenti siano 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 dei finanziamenti sia stato destinato all'edificio e quanto al lavoro di ricerca; in totale, il finanziamento è dell'ordine di grandezza di milioni di euro.

Il nuovo edificio non è costato solo denaro, ma ha lo scopo di 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.

La costruzione dell'edificio è iniziata nel maggio 2010 ed è stata completata nel maggio 2012. Il monitoraggio della prestazione energetica dell'edificio è in corso.

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.

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

Arkitools e IMDEA