PLUG-IN HOUSE 2.0 PLUG-IN HOUSE

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1 PLUG-IN HOUSE 2.0

2 02 PLUG-IN HOUSE 2.0 PLUG-IN HOUSE concept Progetto di Arch. Pierluigi Molteni con Arch. Alessia Curella, Arch. Sophie Berianidze e Arch. Angelica Verdini Strutture ed impianti Ing. Michele Cocchi Il concetto di casa così come tradizionalmente inteso sta, oramai da alcuni anni, mostrando la corda, mettendo sempre più in luce tutti i suoi limiti concettuali. A fronte di stili di vita sempre più mutevoli e meno classificabili in rigide griglie di riferimento, l industria delle costruzioni risponde con schemi ormai superati ed obsoleti, entro cui stivare, a volte con violenza, istanze, esigenze, sogni di un utente ogni giorno più consapevole della propria unicità. Con il progressivo mutare qualitativo delle aggregazioni fra individui, le tassonomie si sono fatte più evanescenti ed incerte: il nucleo familiare solitamente inteso è diventato solo uno degli infiniti mondi possibili. Compito del progettista è quello di registrare il mutamento (capendone le radici profonde) e fare in modo che la condivisione di spazi e modi divenga sempre più libera scelta piuttosto che imposizione o costrizione. L abitante della casa non solo è cambiato, tipologicamente parlando, ma continua a cambiare all interno del proprio tempo vitale, al mutare vorticoso ed incessante delle proprie esigenze personali e sociali: coppie stabili diventano improvvisamente instabili, accolgono figli propri e figli di altri, persone anziane a loro care ed altre meno care, con l ormai abituale retaggio di badanti ed assistenti domestici. Spesso i figli di quelle coppie figliano a loro volta, scegliendo di rimanere in casa per godere della rete di supporto del nucleo/comunità. E quindi la casa deve trasformarsi in un insieme armonico di piccoli mondi conclusi che garantiscano prestazioni e privacy ma anche possibilità di incontro e condivisione. La casa deve seguire questo paesaggio mutevole in tempo reale, perché sogni, aspettative ed istanze non possono aspettare. Abbiamo quindi pensato ad un insieme di elementi che, come i componenti di un computer, possano connettersi al sistema ed immediatamente essere riconosciuti da questo e farne da subito parte integrante. Plug-in house è costituita da un ossatura portante composta dal blocco autorimessa e dalla spina distributiva centrale. L autorimessa contiene tutti terminali impiantistici: sul suo tetto trovano posto i pannelli fotovoltaici e quelli solari, sotto il suo pavimento sono istallati il serbatoi che raccolgono le acque meteoriche provenienti dai tetti giardino (da riutilizzare per gli scarichi dei wc e per la cura del verde) e le batterie per immagazzinare energia. La spina distributiva collega (fisicamente e tecnologicamente) i diversi ambienti, in una successione e composizione strettamente correlata ai bisogni dell utente. Le singole cellule possono essere implementate nel tempo in base al mutare delle necessità, ma possono anche essere espanse in altezza, in modo per poter accogliere più funzioni o più abitanti all interno di ognuna di esse. L insieme si configura come un organismo urbano in cui le leggi di crescita sono già inscritte nel dna di partenza: affinità di materiali, coerenza di linguaggio, di proporzioni e dimensioni, compatibilità impiantistica e costruttiva. Grande attenzione è rivolta al tema della compatibilità ambientale. Plug-in house è naturalmente sostenibile oltre che per i materiali impiegati e le tecnologie applicate, anche e soprattutto perché il concetto che la ispira ne permette la sua costante reinvenzione. Tutte le sue trasformazioni avvengono dall esterno, in modo da non compromettere la funzionalità degli spazi domestici. Ogni nuovo ambiente aggiunto viene riconosciuto automaticamente dal sistema attraverso una preventiva conformazione domotica degli impianti. Tutte le connessioni avvengono lavorando dall esterno, agevolando in questa maniera ogni aggiunta o sottrazione. Questo rende la Plug-in house un insieme virtuoso che dura nel tempo grazie alla sua possibilità connaturata di adeguarsi in tempo reale al evolversi e mutare dei riti e ritmi che in essa si consumano.

3 03 PLUG-IN HOUSE 2.0 A B C D E F G Adattabilità al contesto La flessibilità di Plug-in house consente di adattarla a diversi contesti geografici e climatici, per questo motivo vengono proposte diverse configurazioni dei moduli e diverse soluzioni tecnologiche. L utilizzo di moduli prefabbricati non inficia la progettazione attenta alle specificità del sito e che tenga conto delle caratteristiche stagionali del luogo: la Compact Plug-in house è adatta a climi freddi in quanto i moduli vengono combinati in modo da avere una soluzione abitativa più compatta ed un rapporto tra superficie disperdente e volume che sia vantaggioso ed eviti eccessive dispersioni termiche durante i mesi invernali; la Space Plug-in house è invece adatta a climi mediterranei, il modulo coincide con la stanza e gli ambienti esposti a sud presentano ampi elementi a sbalzo che consentono il controllo dell irraggiamento nel periodo estivo proteggendo le superfici vetrate, consentendo invece lo sfruttamento degli apporti solari diretti nei mesi invernali. Efficienza energetica Ciascun modulo è dotato di autonomo involucro edilizio verso l ambiente esterno. La forma compatta delle unità base previste (2,4 m. x 2,4 m. / 2,4 m. x 4,8 m / 3,6 x 4,8 m) consente di raggiungere rapporti S/V sempre ottimali e garantisce fabbisogni di energia netta sempre molto contenuti e un comportamento in regime estivo ottimale. A titolo esemplificativo, il modulo camera da letto matrimoniale con bagno e guardaroba è costituito da un unità energeticamente chiusa della superficie netta di mq. 28,8 con le seguenti caratteristiche (calcolo riferito alla zona climatica E): -Fabbisogni di energia Netta annuale: 770 kwh/anno -Fabbisogno di energia netta specifico: 26,7 kwh/mq*anno -Trasmittanza media delle pareti: 0,2 W/mq*k -Sfasamento dell onda termica: -12 h Il sistema impiantistico viene ramificato tramite il modulo di connessione (il corridoio) delle unità abitative, a pavimento e soffitto. Il sistema elettrico domotico/comunicazione dati e di approvvigionamento dell acqua sanitaria corrono nel pavimento del corridoio, al di sotto di pavimento flottante ed ispezionabile, mentre non è previsto l impiego di gas metano. La climatizzazione invernale ed estiva è affidata ad un unico impianto termico che impiega il vettore areaulico, i cui condotti principali corrono nel soffitto del corridoio, gestito nei due regimi da un unica Unità Trattamento Aria dotata di recuperatore di calore. In questo modo, in corrispondenza di ogni porta di ingresso all unità abitativa i sistemi impiantistici connettono la singola unità ambientale con l insieme della altre unità attraverso il corridoio, che funge da dorsale. Il rendimento globale medio stagionale di questo tipo di impianto, caratterizzato da percorsi brevi e da una elevata capacità di recuperare l energia spesa, unitamente alla possibilità di garantire una buona qualità dell aria negli ambienti, è sempre molto prossimo a 1. Ne consegue che la classificazione energetica del sistema è, per qualunque zona climatica, A+.

4 04 PLUG-IN HOUSE 2.0 SPACCATO ASSONOMETRICO tetto verde pannelli fotovoltaici dai tetti verdi cisterna

5 05 PLUG-IN HOUSE CABINA ARMADIO 5.76 mq RIPOSTIGLIO 2.88 mq CAMERA SINGOLA 11.5 mq CAMERA DOPPIA mq CAMERA DOPPIA 17.3 mq BAGNO 8.6 mq BAGNO 5.76 mq SCALA 8.8 mq VANO TECNICO 2.88 mq ANGOLO COTTURA- PRANZO mq SALOTTO mq 600 GARAGE 2 POSTI AUTO mq GARAGE 1 POSTO AUTO mq PORTICO dimensioni variabili ESEMPIO DI AGGREGAZIONE DEI MODULI Moduli Gli ambienti che compongono la Plug-in house sono costituiti dalla ripetizione di elementi modulari da 1.20 mt, anche le aperture seguono la medesima logica. + =

6 06 PLUG-IN HOUSE 2.0 Facilità di trasporto I pannelli parete e solaio vengono realizzati con lunghezza massima di 5 m. circa e altezza massima di m. 3,60. Ogni pannello - preassemblato in officina è dotato di tutti gli strati tecnici previsti nel progetto. In particolare: isolante esterno ed interno, finitura esterna in doghe in legno, intercapedine interna per impianti, impianto elettrico idraulico e scarichi, soglie, bancali cassematte e infissi (ad eccezione dei vetri). I panelli così ottenuti, opportunamente imballati, hanno massa mai superiore a kg/mq e possono essere trasportati con normali mezzi d opera (generalmente 3-4 a carico), scaricati con gru da cantiere o autogru, direttamente nella posizione definitiva. Facilità di montaggio I pannelli prefabbricati vengono posti in opera per reciproco scorrimento verticale, mediante giunti a baionetta in acciaio inossidabile tipo sherpa (precedentemente installati nello spessore strutturale della parete). In questo modo l accoppiamento tra i pannelli è facile, veloce e intuitivo. In una seconda fase i pannelli vengono fissati mediante squadrette di acciaio al pannello XLAM posto a pavimento, a creare un box strutturale rigido ma dotato della necessaria duttilità. La struttura viene infine chiusa mediante appoggio del pannello di copertura e fissaggio con ancoraggi verticali. Completano l opera le poche fasi esecutive previste in cantiere: -allacciamenti impiantistici (scarichi / acqua sanitaria / imp. elettrico) -posa di isolante sul solaio di piano terra -posa massetto e pavimenti (in legno) -installazione vetri infissi e porte interne

7 07 PLUG-IN HOUSE 2.0 FASE 1 - COSTRUZIONE PARETI IN CENTRO DI TRASFORMAZIONE SOLAIO DI COPERTURA L P SOLAIO DI COPERTURA L P PARETE TECNICA H272 L PARETE CIECA L H272 SX PARETE CIECA L H272 SX PARETE CIECA L H272 DX PARETE CIECA L H272 DX PARETE CON PORTA L H272 SX PARETE CIECA L H272 DX DIVISORIO INTERNO A DUE PORTE L H272 SX PARETE CON FINESTRA SCORREVOLE L H272 SX SOLAIO PIANO TERRA L P

8 08 PLUG-IN HOUSE 2.0 FASE 2 - PREPARAZIONE DEL SITO DI FABBRICA SCAVO DI FONDAZIONE PROFONDITA' CM. 60 GETTO MAGRONE E POSA PLINTI PREFABBRICATI FASE 3 - TRASPORTO IN SITO DELLE PARETI

9 09 FASE 4 - ASSEMBLAGGIO PARETI PLUG-IN HOUSE 2.0 PARETE CIECA L H272 DX PARETE CIECA L H272 DX PARETE CIECA L H272 DX PARETE CIECA L H272 SX SOLAIO PIANO TERRA L P DIVISORIO INTERNO A DUE PORTE L H272 SX SOLAIO PIANO TERRA L P PARETE CON FINESTRA SCORREVOLE L H272 SX PARETE CON PORTA L H272 SX Giunto tipo sherpa PARETE CIECA L H272 SX

10 010 FASE 5 - FINITURA PLUG-IN HOUSE 2.0

11 PLUG-IN HOUSE 2.0 COMPACT

12 012 PLUG-IN HOUSE 2.0 CARATTERISTICHE TERMICHE E IGROTERMICHE DEI COMPONENTI OPACHI secondo UNI EN UNI EN ISO UNI EN ISO 13370: PARETE ESTERNA Descrizione della struttura: parete esterna Trasmittanza termica 0,144 W/m 2 K Spessore 381 mm Temperatura esterna (calcolo potenza invernale) -5,0 C Permeanza 2, kg/sm 2 Pa Massa superficiale (con intonaci) Massa superficiale (senza intonaci) 97 kg/m 2 86 kg/m 2 Codice: M1 [x] La struttura non è soggetta a fenomeni di condensa superficiale. [] La struttura non è soggetta a fenomeni di condensa interstiziale. [x] La struttura è soggetta a fenomeni di condensa interstiziale, ma la quantità è rievaporabile durante la stagione estiva. Condizioni al contorno Temperature e umidità relativa esterne variabili, medie mensili Temperatura interna nel periodo di riscaldamento 20,0 C Umidità relativa interna costante, pari a 65 % Trasmittanza periodica 0,014 W/m 2 K Fattore attenuazione 0,095 - Sfasamento onda termica -13,0 h Verifica criticità di condensa superficiale Verifica condensa superficiale (frsi,max < frsi) Positiva Stratigrafia: N. Descrizione strato s Cond. R M.V. C.T. R.V. - Resistenza superficiale interna - - 0, Cartongesso 12,5 mm (per THERMOGES) 13,00 0, , Polistirene espanso, estruso senza pelle 50,00 0, , Pannello in legno compensato 97,00 0, , Fibre minerali feldspatiche - Pannello rigido 160,00 0, , Barriera vapore in fogli di P.V.C. 1,00 0, , Intercapedine debolmente ventilata Av=600 mm /m 40, Pannelli di fibra di legno duri e extraduri 20,00 0, , Resistenza superficiale esterna - - 0, Legenda simboli Mese critico gennaio Fattore di temperatura del mese critico frsi,max 0,815 Fattore di temperatura del componente frsi 0,964 Umidità relativa superficiale accettabile 80 % Verifica del rischio di condensa interstiziale Verifica condensa interstiziale Positiva Quantità massima di condensa durante l anno Ma 44 g/m 2 Quantità di condensa ammissibile Mlim 100 g/m 2 Verifica di condensa ammissibile (Ma < Mlim) Positiva Mese con massima condensa accumulata marzo L evaporazione a fine stagione è Completa s Spessore mm Cond. Conduttività termica, comprensiva di eventuale maggiorazione W/mK R Resistenza termica m 2 K/W M.V. Massa volumica kg/m 3 C.T. Capacità termica specifica kj/kgk R.V. Fattore di resistenza alla diffusione del vapore in capo asciutto -

13 013 PLUG-IN HOUSE 2.0 CARATTERISTICHE TERMICHE E IGROTERMICHE DEI COMPONENTI OPACHI secondo UNI EN UNI EN ISO UNI EN ISO 13370: SOLAIO Descrizione della struttura: solaio Trasmittanza termica 0,218 W/m 2 K Spessore 1058 mm Temperatura esterna (calcolo potenza invernale) -5,0 C Permeanza 0, kg/sm 2 Pa Massa superficiale (con intonaci) Massa superficiale (senza intonaci) 462 kg/m kg/m 2 Trasmittanza periodica 0,004 W/m 2 K Fattore attenuazione 0,020 - Sfasamento onda termica -21,2 h Codice: P1 [x] [x] La struttura non è soggetta a fenomeni di condensa superficiale. La struttura non è soggetta a fenomeni di condensa interstiziale. [] La struttura è soggetta a fenomeni di condensa interstiziale, ma la quantità è rievaporabile durante la stagione estiva. Condizioni al contorno Temperature e umidità relativa esterne variabili, medie mensili Temperatura interna nel periodo di riscaldamento 20,0 C Umidità relativa interna costante, pari a 65 % Verifica criticità di condensa superficiale Verifica condensa superficiale (frsi,max < frsi) Positiva Stratigrafia: N. Descrizione strato s Cond. R M.V. C.T. R.V. - Resistenza superficiale interna - - 0, Piastrelle in ceramica (piastrelle) 15,00 1,300 0, , massetti alleggeriti semipremiscelati Perlibeton sp. 50 mm 50,00 0,250 0, , sottofondo alleggerito Perlimix sp. 100 mm 100,00 0,063 1, , Pannello in legno compensato 130,00 0,170 0, , Polistirene espanso sint. in lastre (UNI 7819) 60,00 0,040 1, , Impermeabilizzazione in cartone catramato 3,00 0,500 0, , Intercapedine non ventilata Av<500 mm /m 600,00 2,449 0, C.l.s. con massa volumica alta 100,00 2,000 0, , Resistenza superficiale esterna - - 0, Mese critico gennaio Fattore di temperatura del mese critico frsi,max 0,815 Fattore di temperatura del componente frsi 0,946 Umidità relativa superficiale accettabile 80 % Verifica del rischio di condensa interstiziale Non si verifica formazione di condensa interstiziale nella struttura durante tutto l arco dell anno. Legenda simboli s Spessore mm Cond. Conduttività termica, comprensiva di eventuale maggiorazione W/mK R Resistenza termica m 2 K/W M.V. Massa volumica kg/m 3 C.T. Capacità termica specifica kj/kgk R.V. Fattore di resistenza alla diffusione del vapore in capo asciutto -

14 014 PLUG-IN HOUSE 2.0 CARATTERISTICHE TERMICHE E IGROTERMICHE DEI COMPONENTI OPACHI secondo UNI EN UNI EN ISO UNI EN ISO 13370: SOLAIO DI COPERTURA Descrizione della struttura: copertura Codice: S1 Trasmittanza termica 0,158 W/m 2 K Spessore 438 mm Temperatura esterna (calcolo potenza invernale) -5,0 C Permeanza 0, kg/sm 2 Pa Massa superficiale (con intonaci) Massa superficiale (senza intonaci) 236 kg/m kg/m 2 Trasmittanza periodica 0,015 W/m 2 K Fattore attenuazione 0,095 - Sfasamento onda termica -16,8 h Stratigrafia: N. Descrizione strato s Cond. R M.V. C.T. R.V. - Resistenza superficiale esterna - - 0, Creta o argilla 80,00 1,500 0, , Polietilene (per THERMO 2R) 1,00 0,037 0, , Intercapedine non ventilata Av<500 mm /m 25,00 0,156 0, Impermeabilizzazione in bitume e sabbia 4,00 0,260 0, , Fibre minerali feldspatiche - Pannello rigido 100,00 0,038 2, , Fibre minerali feldspatiche - Pannello rigido 100,00 0,039 2, , Impermeabilizzazione in cartone catramato 3,00 0,500 0, , Pannello in legno compensato 125,00 0,170 0, , Resistenza superficiale interna - - 0, [x] La struttura non è soggetta a fenomeni di condensa superficiale. [] La struttura non è soggetta a fenomeni di condensa interstiziale. [x] La struttura è soggetta a fenomeni di condensa interstiziale, ma la quantità è rievaporabile durante la stagione estiva. Condizioni al contorno Temperature e umidità relativa esterne variabili, medie mensili Temperatura interna nel periodo di riscaldamento 20,0 C Umidità relativa interna costante, pari a 65 % Verifica criticità di condensa superficiale Verifica condensa superficiale (frsi,max < frsi) Positiva Mese critico gennaio Fattore di temperatura del mese critico frsi,max 0,815 Fattore di temperatura del componente frsi 0,961 Umidità relativa superficiale accettabile 80 % Verifica del rischio di condensa interstiziale Verifica condensa interstiziale Positiva Quantità massima di condensa durante l anno Ma 5 g/m 2 Quantità di condensa ammissibile Mlim 100 g/m 2 Verifica di condensa ammissibile (Ma < Mlim) Mese con massima condensa accumulata L evaporazione a fine stagione è Positiva febbraio Completa Legenda simboli s Spessore mm Cond. Conduttività termica, comprensiva di eventuale maggiorazione W/mK R Resistenza termica m 2 K/W M.V. Massa volumica kg/m 3 C.T. Capacità termica specifica kj/kgk R.V. Fattore di resistenza alla diffusione del vapore in capo asciutto -

15 15 PLUG-IN HOUSE 2.0 COMPACT SCHEMA ASSONOMETRICO tetto verde frangisole pannelli fotovoltaici SCHEMA DI AMPLIAMENTO IN ORIZZONTALE E VERTICALE

16 16 PLUG-IN HOUSE 2.0 COMPACT CONFIGURAZIONE AD UN PIANO N cantina vano tecnico cabina armadio PIANTA PIANO TERRA Scala 1:200

17 17 PLUG-IN HOUSE 2.0 COMPACT PROSPETTO SUD PROSPETTO NORD PROSPETTO EST PROSPETTO OVEST

18 18 PLUG-IN HOUSE 2.0 COMPACT

19 19 PLUG-IN HOUSE 2.0 COMPACT CONFIGURAZIONE A DUE PIANI N cantina vano tecnico PIANTA PIANO TERRA Scala 1:200 PIANTA PIANO PRIMO Scala 1:200

20 20 PLUG-IN HOUSE 2.0 COMPACT PROSPETTO SUD PROSPETTO NORD PROSPETTO EST PROSPETTO OVEST

21 21 PLUG-IN HOUSE 2.0 COMPACT

22 PLUG IN HOUSE 2.0 SPACE

23 23 PLUG-IN HOUSE 2.0 SPACE SCHEMA ASSONOMETRICO tetto verde pannelli fotovoltaici frangisole SCHEMA DI AMPLIAMENTO IN ORIZZONTALE E VERTICALE

24 24 PLUG-IN HOUSE 2.0 SPACE CONFIGURAZIONE AD UN PIANO N PIANO TERRA 120 cantina vano tecnico PIANTA PIANO TERRA Scala 1:200

25 25 PLUG-IN HOUSE 2.0 SPACE PROSPETTO SUD PROSPETTO EST PROSPETTO NORD PROSPETTO OVEST

26 26 PLUG-IN HOUSE 2.0 SPACE