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 dei principali modelli climatici, ridimensionata a livello comunale nello scenario climatico RCP8.5, indica un marcato aumento del numero di notti calde (ossia le 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 del giorno 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. 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.

Pertanto, gli impatti dei cambiamenti climatici come il caldo estremo, la scarsità d'acqua e occasionali forti precipitazioni 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 edificio di grandi dimensioni, multifunzionale, flessibile, efficiente sotto il profilo energetico e adattivo al clima, che sarebbe durato a lungo e che sarebbe stato adattato a tali 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 energetiche pulite), nella progettazione del nuovo edificio è stato considerato un collegamento a 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 mutevoli, 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, un uso ridotto dell'energia, sistemi idrici efficienti, un 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 allo stesso tempo misure di adattamento e mitigazione dei cambiamenti climatici.

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 energetico 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. Le lame orizzontali ("sistema a lamelle fisse di grandi dimensioni") sono 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 abbagliamento quando l'altitudine solare è al 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 entrata nei periodi di bassa altitudine solare (mattina presto, tarda sera e giorni invernali). Le aree del tetto esposte al sole diretto sono state coperte con 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 urbana.

Particolare attenzione è stata prestata all'orientamento dell'edificio: diversi sistemi di facciata sono stati progettati e confrontati al fine di 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 comprometterne la funzionalità o l'immagine. Il nucleo dell'edificio costituisce il suo cuore in termini di utilizzo ed è progettato come un luogo naturale di incontro e interazione. Gli spazi di ricerca sono disposti intorno ad esso. In tali spazi l'attrezzatura tecnica è posizionata in alto, 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. I sistemi di risparmio idrico sono implementati; 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. Non si tiene conto 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 del clima 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 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 nelle falde acquifere, la cogenerazione e i pannelli solari sono installati come fonti di energia rinnovabile.

L'efficienza delle risorse è stato un altro obiettivo importante del progetto. Durante la costruzione sono stati utilizzati materiali riciclati, come acciaio, alluminio o vetro; nonché componenti realizzati localmente, come la pietra naturale, il calcestruzzo e i 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 del 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; Le auto elettriche e il carpooling sono incoraggiati dalla prenotazione di posti speciali nell'area di parcheggio IMDEA.

La partecipazione delle parti interessate non era 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 una parte e in questo caso questa parte 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 di impianti), INITEC (consulenti di impianti) ed EUROCONSULT (gestione di progetti). VEGA INGENIERÍA ha partecipato al 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.

Il tempo e l'attenzione prestati alla progettazione dell'edificio hanno portato a un piano edilizio completamente 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 tecniche individuali. 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 contemporaneamente test per il potenziale di accumulo di energia termica della falda 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.

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 poiché l'istituto IMDEA è stato creato dalla Comunità di Madrid, questo progetto edilizio è stato indirettamente finanziato dalla comunità autonoma.

IMDEA ha ricevuto finanziamenti da 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 anche 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 solo costato 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