People and Planet First

Active House, gli edifici che “producono” energia: così fanno bene a persone e ambiente

Oggi abbiamo a disposizione i prodotti, la tecnologia e le competenze necessarie per costruire edifici energeticamente efficienti, in grado di influenzare positivamente la nostra salute ed essere pro-attivi per il benessere nostro e del nostro pianeta. Caso in cui i sensori aiutano i sensi. Ecco l’approccio Active House

24 Mag 2022
Marco Imperadori

 Professore Ordinario di Produzione Edilizia, Titolare della cattedra di Progettazione e Innovazione Tecnologica, Delegato del Rettore per l’Estremo Oriente - Politecnico di Milano

VELUXlab_E_1_Ph.Marco Bossi

L’approccio Active House alla progettazione degli edifici mira ad ambienti più salubri e confortevoli, migliorando la qualità degli spazi di vita grazie all’integrazione simultanea di tre principi: Energia, Comfort, Ambiente.

Ecco perché è un approccio sempre più cruciale.

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Costruzioni e ritmi circadiani

Il premio Nobel per la medicina nel 2017 venne conferito a tre ricercatori statunitensi, Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young, per i loro studi sul ritmo circadiano, l’orologio biologico che anche noi umani abbiamo, come tutti gli esseri viventi (piante comprese, che sono i principali abitanti del pianeta Terra). Nel mondo delle costruzioni, questa nuova conoscenza e comprensione dei ritmi circadiani umani permette di agire preventivamente in fase di progetto e può influire su scelte compositive e tecnologiche come, ad esempio, la progettazione della luce naturale. La ricerca statunitense sottolinea che il 90% della luce solare che attraversa l’occhio è utilizzata per vedere, mentre il 10% colpisce le cellule gangliari, che impattano sulla nostra salute e il nostro benessere.

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La nostra generazione (di sicuro quella dei nostri figli) viene definita come #indoorgeneration, poiché vive principalmente negli spazi interni, al chiuso, connessa a device elettronici che rimandano a esperienze virtuali e con minimo contatto reale con la natura, di cui dimentichiamo di fare parte.

Dobbiamo eliminare il pregiudizio che gli utenti non siano parte della variabile progettuale di un edificio e che le performance ingegneristiche e le previsioni delle prestazionali (Energia), siano indipendenti dall’utilizzatore finale (Comfort) e dall’impatto generato (Ambiente). In sostanza l’obbiettivo è duplice: People and Planet First; anziché concentrarsi unicamente sui “contenitori”, arricchirli di “contenuti” nel rispetto del pianeta e garantendo il massimo benessere agli abitanti.

L’approccio Active House

Il dialogo in merito ad Active House, l’idea che la Casa possa essere Attiva, è iniziato nel 2007, ed è stato subito seguito dalla prima tavola rotonda, tenuta a Copenaghen nel 2009. Da allora, centinaia di Active Houses sono state progettate, costruite e testate in tutto il mondo, studiate e documentate in moltissime pubblicazioni scientifiche peer-reviewed, di alto profilo. I risultati ottenuti e validati, i feedback positivi da parte degli utenti, dimostrano chiaramente che abbiamo oggi i prodotti, la tecnologia e le competenze necessarie per costruire edifici energeticamente efficienti, in grado di influenzare positivamente la nostra salute ed essere pro-attivi per il benessere nostro e del nostro pianeta.

Active House Alliance, che nel 2021 ha compiuto 10 anni di attività. Riunisce diversi stakeholders del mondo delle costruzioni: industrie, progettisti, università, centri di ricerca e via dicendo. È stata la prima istituzione partner accreditata dal New European Bauhaus (NEB) di cui attualmente è consulente per la definizione del NEB Label (ad oggi sono solo 3 le istituzioni coinvolte).

Nell’approccio Active House è fondamentale l’attenzione alla percezione umana (sense of sensibility) senza farla diventare ingegneria complessa, ma mantenendo un dialogo aperto tra progettisti con competenze differenti, e tra loro e l’utente finale. Siamo in grado di monitorare edifici in uso, includendo la componente utente, in modo flessibile e adattivo, senza la necessità di interventi invasivi e con costi elevati, grazie a sensoristica customer oriented che dialoga con i nostri smartphone.

Molte entità fisiche “invisibili” come la temperatura, il livello di anidride carbonica, le polveri sottili (PM 10 e PM 2.5) o i componenti organici volatili (VOC), questi ultimi molto pericolosi per la nostra salute, possono essere facilmente rilevati e consentirci di attuare strategie (banalmente di ventilazione naturale aprendo le finestre). Il livello di CO2, per esempio, è fondamentale per il nostro benessere.

Questo gas è inodore quindi non possiamo “detectarlo” naturalmente e sopra le 1000 parti per milione ci sentiamo affaticati e siamo meno produttivi (livello facilmente raggiungibile in ambienti con affollamento come uffici e scuole). Da alcuni studi è inoltre emerso che il virus Sars-Cov2, che ha condizionato le nostre vite negli anni recenti, su livelli intorno a 600-800 parti per milione di CO2 riesca a sopravvivere molto meno. Quindi misurare il livello di CO2 con semplici sensori e informare gli utenti che possono ventilare gli ambienti (o attuare ricambi d’aria forzati) è un dovere igienico e di benessere.

La dimensione energetica degli edifici

Possiamo in sostanza programmare la qualità dell’aria e la ventilazione naturale degli spazi, l’apporto di luce naturale, il comfort termico, e l’acustica riducendo la domanda di energia e l’impatto ambientale. Tramite il protocollo Active House (che studi danesi condotti da GXN-3XN mostrano essere semplice ma baricentrico rispetto ai protocolli mondiali più noti e complessi) questi parametri sono calcolati mediante la terza edizione di Specifications (scaricabile gratuitamente) e divengono reali, quantificabili, misurabili. L’accesso al protocollo e alle Specifications, che consentono il calcolo di un Radar grafico sintetico, è volutamente gratuito per poter diffondere la cultura Active House. Chi poi volesse certificare e avere il Label AH sul proprio edificio basta che sottoponga il proprio lavoro a un certificatore accreditato afferente ai raggruppamenti AH nazionali.

La dimensione energetica degli edifici, per anni e anni, è stata legata al riscaldamento e all’efficienza invernale. Senza alcun dubbio il calcolo ingegneristico del sistema edificio è stato pionieritiscamente introdotto nel mondo delle costruzioni dal metodo PassivHaus.

Nel 2022 necessitiamo però di nuove visioni che si focalizzino sempre più sugli utenti e sull’ambiente piuttosto che solo sullo spreco di energia e sulla questione economica. Inoltre, la tematica del raffrescamento è diventata sempre più cruciale, anche in paesi nordici che con il cambiamento climatico e il global warming devono adattarsi e apprendere tecniche costruttive e di protezione solare e ventilazione naturale medio stagionale più tipiche dei paesi del sud.

Active House e BIM

Active House si basa su conoscenze e competenze che traggono spunto dai principi PassivHaus, compiendo però il passo successivo: massimizzare l’utilizzo di tecnologie passive, come la ventilazione naturale, guadagni solari e qualità tecnica ma aggiungere gli aspetti sensoriali della percezione visiva (legata alla disponibilità di luce naturale – Daylight), termica (Thermal Comfort) e igrometrica (qualità dell’aria – Air Quality). Anche l’aspetto acustico completa l’approccio sensoriale e le considerazioni valutative riguardano tutte le stagioni. Purtroppo, ancora oggi diversi approcci normativi in Europa richiedono solo specifiche (sia per edifici che singoli componenti) per la sola stagione invernale.

Il “tessuto” paradigmatico che consegue ad Active House e all’innovazione con sistemi costruttivi 4.0 risponde a una logica più vicina a quella delle “piattaforme tecnologiche” industriali che alla tradizionale filiera edilizia. Lo strumento sintetico (Radar) di Active House si concentra molto su aspetti energetici e di comfort come il BIM (Building Information Modeling) 6D in grado di riassumere Big Data e la loro interpretazione.

Questo tema è oggi presente in molte attività che ci riguardano, così come è evidente la “digitalizzazione antropica” che stiamo vivendo e che è pervasiva ad ogni livello della nostra società. Tutto ciò avviene grazie alla presenza multipla e sempre più raffinata di sensori, di ogni tipo, che consentono di raccogliere moltissimi dati e moltissime informazioni che poi vanno raffinate, visualizzate velocemente e sinteticamente per poter capire come agire/reagire ai trend di utilizzo.

Conclusioni

Il passo finale e innovativo di Active House è proprio quello di mettere in comunicazione architettura e utenza che può “reagire” e correggere la situazione rilevata. I sensori si affiancano ai nostri sensi, alla nostra complessa rete neurale biologica che ci fa vivere e interagire coi nostri simili e con la natura, e possono aiutarci a interpretare situazioni e ottimizzare il funzionamento degli spazi in cui viviamo.

Potremmo concludere con questa frase di Kant: tutta la nostra conoscenza comincia con i sensi, procede quindi con la comprensione e si conclude con la ragione.

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