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Smart Architecture – A Sustainable Approach for Transparent Building Components Design
No full textThis book explores the specific role that glazing technologies play within the world of smart architecture as important components of contemporary and future sustainable architectural and technological research.Smart Architecture begins with a definition of the concept of “smart” in architecture and examines how innovative technologies and materials have shaped buildings over the years. The author then provides a supporting database of contemporary smart architecture, mapping adopted strategies, recognizing common patterns, and evaluating current and future trends in the context of smart building envelopes, energy efficiency, and the development of high-potential innovative building components. The book proceeds with a focus on the specific role that glazing technologies play in this framework and provides a systematic methodology to quantify options for the effective integration of transparent building components within advanced and innovative building envelope systems
Esiti del concorso "Progettazione Sostenibile"
No full textEsiti del concorso “Progettazione Sostenibile”, indetto dal Laboratorio di Costruzione dell’Architettura, a.a. 2009/2010, Dipartimento di Architettura di Ferrara, per la realizzazione di una stazione ferroviaria con sistemi costruttivi a secco in legn
Smart Architecture. Supporting the design of transparent building components towards the improvement of building envelope performance
No full textLa crescente consapevolezza delle problematiche legate alla sostenibilità ambientale e alla riduzione dei consumi energetici del costruito ha recentemente determinato un cambiamento anche nei processi e nei metodi costruttivi, concentrando l’attenzione di utenti e operatori di settore nei confronti dell’involucro edilizio, individuato quale principale responsabile dell’efficienza energetica e del comfort ambientale
interno degli edifici.
Parallelamente, gli interessi delle varie discipline coinvolte in tali processi sono stati rivolti tanto alla produzione di architetture sostenibili quanto nei confronti di una nuova generazione di edifici, intelligenti ed efficienti, capaci di interagire con la continua variabilità dell’ambiente circostante e con le esigenze sempre in mutamento dei loro utenti finali, i cosiddetti smart buildings.
In tale quadro di riferimento, gli infissi, e, più in generale, i componenti trasparenti di involucro, rimangono i principali responsabili del comportamento termo-ambientale dell’edificio nei confronti dell’ambiente esterno (è stato stimato che le finestre sono responsabili di circa il 60% del totale consumo di energia di un edificio).
Da queste considerazioni discende dunque la volontà di concentrare l’attenzione della presente ricerca nei confronti dei componenti trasparenti di involucro, in virtù delle opportunità offerte dalla ricerca in questo campo per via di limiti ancora esistenti legati al loro ruolo specifico all’interno dei sistemi di involucro.
È evidente infatti come essi costituiscano ancora i componenti che necessitano della maggiore implementazione in termini di prestazioni – presentando criticità che tuttora non riescono ad essere risolte contando unicamente sulle caratteristiche intrinseche del materiale che li compone, il vetro appunto – ma che, allo stesso tempo, presentano un grande potenziale, dovuto alla loro capacità di reagire e interagire
con gli stimoli esterni.
L’obbiettivo principale del presente lavoro pertanto, è quello di compensare l’assenza di linee orientative per l’integrazione dei suddetti componenti all’interno dei sistemi di involucro, in modo da massimizzarne le prestazioni.
A valle di un’analisi nel dominio dei cosiddetti smart buildings, quale ultima frontiera della ricerca architettonica e tecnologica contemporanea – strutturatasi in un database per la loro caratterizzazione sistematica – la tesi esplora il ruolo svolto dai componenti trasparenti di involucro nell’ambito di sistemi edilizi complessi, classificando le tecnologie esistenti e fornendo una metodologia per la valutazione comparata di prodotti differenti, al fine di valutarne la potenziale integrabilità.
Scopo finale della ricerca è la messa a punto di uno strumento di supporto decisionale rivolto all’informazione e creazione di nuove possibilità progettuali di sistemi di involucro intelligenti, comprendendo il ruolo e le potenzialità che i componenti trasparenti di involucro rivestono all’interno di questo specifico dominio.
Tale strumento si compone in realtà di tre elementi separati: i) una balanced scorecard, ii) una matrice di valutazione (assement matrix) e quello che viene qui definito come iii) “configuratore di smart windows”, vero e proprio risultato applicativo del presente lavoro.
Tale configuratore è stato concepito come una sorta di matrice aperta per la compilazione e la quantificazione di diverse opzioni tecniche e prestazionali relative alle diverse tecnologie investigate, al fine di fornire un supporto decisionale verso un’integrazione consapevole ed efficace dei componenti trasparenti all'interno di sistemi di involucro edilizio complessi, colmando il divario rispetto alla pratica
corrente e supportando eventuali future attività di ricerca e sviluppo.The growing awareness about issues related to environmental sustainability and energy consumption reduction of the built environment has led to a shift in building process and technologies.
In this framework, the greater attention is addressed towards building envelope as major responsible for building energy efficiency so as for the internal environmental comfort of end-users.
Besides, interests of various disciplines have been directed not only to the production of sustainable architectures but even towards a new generation of energy-efficient, interactive buildings, defined smart buildings, capable of reacting to the continuous variability of the surroundings and the ever-changing needs of end-users.
In the context here depicted, fenestration systems have been identified as one of the major responsible for buildings’ behaviour towards the external environment (it has been appraised that windows are accountable for about the 60% of the whole building energy consumption).
From these considerations descend the choice to deal with glazed components, under the opportunities research offers in this field due to still existing shortcomings related to the specific role they play within building envelope systems.
Indeed, it is evident that fact that glass is still the building component that needs of the most implementation in terms of performance – presenting issues that cannot be resolved only resorting to materials’ innovation – but that is, at the same time, a material with great potential, due to its intrinsic ability in reacting to external stimuli.
Therefore, the main objective of the present research is to provide a solution to the existing lack of guidance about how existing glazing technologies could be profitably integrated into buildings in a way that maximises their performance.
So, after investigating the world of the smart building envelopes, as the latest goal of contemporary architectural and technological research – developing a characterization of them through the creation of a supporting database of smart architecture – the present work exploring the role that transparent building components play in this framework, classifying existing glazing technologies and providing a systematic methodology to assess their building integration potential.
The final aim of this research was to design a decision support tool(box) for architects, to inform and create new design possibilities, providing an insight into the application and design of smart building envelope systems and understanding role and potentialities of transparent building components within this specific framework.
Such toolbox is composed of three separated tools: i) a balanced scorecard, ii) an assessment matrix and iii) the smart windows configurator, final achievement of the dissertation. It is conceived as a sort of open matrix for compiling and quantify options for decision making support towards the conscious and effective integration of transparent building components within advanced and innovative building envelope systems, bridging the gap from current practice thus supporting further research and development activities
Moderno ed efficienza energetica: riqualificare, ricostruire o sostituire?
No full textIl tema della riqualificazione energetica degli edifici esistenti, al centro del panorama architettonico già da alcuni lustri, apre immediatamente un dibattito più vasto riguardante il futuro del patrimonio edilizio esistente: riqualificare, ricostruire o sostituire?
La definizione delle soglie di fattibilità sulla convenienza o meno di intervenire mediante interventi di ristrutturazione può essere effettuata solo a seguito di analisi approfondite che mettano in relazione tra loro gli aspetti legati al livello di obsolescenza e reversibilità dei manufatti (dal punto di vista tipologico, funzionale e tecnologico) con il valore storico testimoniale delle architetture.
La repentina evoluzione del quadro normativo, in aggiunta all’avvento di nuove prassi costruttive, ha però comportato un progressivo innalzamento dei livelli prestazionale richiesti, accelerando l’obsolescenza degli edifici moderni e rendendo così necessaria la revisione delle matrici di valutazione messe a punto.
Un caso a parte è costituito dal patrimonio edilizio d’autore, spesso collocato nella fascia critica delle matrici di fattibilità, e per il quale diviene importante focalizzare in maniera puntuale l’oggetto della tutela e le modalità di intervento.The theme of energy efficiency in existing buildings, inside the architectural scene from several decades, opens immediately a wider debate on their future and on the way to intervene on them: redevelop, rebuild or replace?
The definition of the feasibility thresholds for the convenience or not to intervene can be made only after detailed analysis that put in relationship the aspects related to the obsolescence and reversibility level of the buildings (from a typological, functional and technological point of view) with the historical value of the architectures.
The rapid evolution of the regulatory framework, in addition to the advent of new building practices, has produced a gradual increasing of required performance levels that has accelerated the obsolescence of a consistent part of modern existing buildings and has provided the necessity to revise the evaluation matrices developed.
A special case is constituted by the architecture of author, often situated in the critical range of this feasibility matrices, and for which becomes important to promptly focus on the object of protection and on the ways of intervention
Il controllo prestazionale nell’involucro edilizio. La posa in opera del singolo componente come requisito per il raggiungimento delle prestazioni di insieme: il caso studio del nodo parete-finestra
No full textParallelamente alla ricerca e allo sviluppo di prodotti dotati di caratteristiche prestazionali sempre più elevate, diverse sperimentazioni sono in corso per la messa a punto di sistemi e componenti edilizi sempre più ottimizzati per ridurre al minimo la discrezionalità delle operazioni di posa, ancora troppo spesso demandate alla soggettività dei singoli operatori trascurando l’incidenza che tali azioni hanno sulle prestazioni globali del sistema.
In assenza di normative cogenti al riguardo, la consapevolezza che il controllo prestazionale dell’intero sistema involucro sia strettamente legato alla corretta posa in opera dei singoli componenti nei nodi specifici non è ancora del tutto diffusa.
Un passo verso la definizione di soluzioni tecniche ripetibili per la regolamentazione delle operazioni di posa stante le molteplici differenze dei singoli casi applicativi è stato fatto nel campo degli infissi, attraverso la pubblicazione della nuova norma UNI in materia. In essa vengono date indicazioni di carattere tecnico e metodologico per la posa in opera dei serramenti, chiarendo l’importanza della progettazione dei giunti nel nodo e delle relative prestazioni.
Nel presente articolo vengono presentati i contenuti di tale norma, fornendo indicazioni operative per la progettazione dell’interfaccia in esame, quale caso esemplificativo per chiarire come la corretta posa in opera del singolo componente costituisca requisito necessario per il raggiungimento delle prestazioni di insieme richieste dalle singole normative.In parallel with the development of new products with more and more high-performance features, several researches are ongoing to fine tune optimized systems and building components in order to minimize the subjectivity of laying operations that still too often are exposed to individual operators’ discretion, ignoring the impact which have on the overall performance of the system.
In the absence of mandatory norms on these subjects, the awareness that performance control of the overall building envelope system is closely linked to the proper implementation of individual components in the specific interfaces is not yet widespread.
A step towards the definition of repeatable technical solutions for the regulation of these operations, due to the multiple differences in each individual application cases, has been done in the field of fenestration, through the publication of the new UNI standard, that deals with this topic. It provides technical and methodological indications for the installation of windows, clarifying the importance that junctions’ performance and design have in the node.
The article presents the contents of this norm, providing operational directions for the design of the analysed interface as example to clarify how the proper installation of the single component constitutes an essential requirement for achieving the overall performance requested by current regulations
Il nodo parete-finestra. Sistemi costruttivi a confronto per il controllo prestazionale, morfologico e dimensionale dell’interfaccia
No full textL’incessante revisione degli strumenti attuativi vigenti - la cui numerosità contribuisce ad accrescere un quadro già enormemente vasto - rende assai difficoltoso per professionisti ed operatori di settore intervenire in maniera efficace sugli aspetti che regolano le prestazioni di materiali, componenti e sistemi per l’involucro edilizio.
Se da un lato troviamo in commercio materiali e sistemi costruttivi caratterizzati da prestazioni sempre maggiori, dall’altro la necessità di porli in opera come un sistema coerente e capace di garantire un livello prestazionale costante si presenta ancora come una questione aperta.
La ricerca di soluzioni per il superamento e la risoluzione delle criticità connesse ai principali nodi di involucro sembra limitata allo studio e alla definizione di nuovi prodotti, dotati senza dubbio di ottime caratteristiche prestazionali, ma che presentano ancora dei limiti se integrati con altri componenti, rendendo assai attuale il lavoro di ottimizzazione sulle interfacce tra materiali e componenti eterogenei per l’involucro edilizio.
Tra i nodi che necessitano di particolari accorgimenti nella loro progettazione ed esecuzione, esemplare è il caso dell’interfaccia fra parete perimetrale e infisso, la cui criticità discende dal numero elevato di variabili in gioco determinate dai complessi rapporti tra chiusura verticale, struttura in elevazione e infisso.The constant review of current regulations – whose abundance contribute to increase an already enormous framework – makes extremely difficult for professionals and workers in building sector to effectively intervene on issues concerning the performance of materials, components and systems for building envelope.
If, on one hand we found on the market materials and building systems with ever high performance, on the other hand the need of laying them as a coherent system able to guarantee a constant performance level is still an open matter.
The search for solutions able to overcome and resolve the problems related to the main casing interfaces seems limited to the study and development of new products, with excellent performance characteristics, but still with limits if integrated with other components, making therefore current working on optimizing the interface between heterogeneous materials and components for building envelope.
One of the point that requires special devices in its design and execution is the interface between the boundary wall and the window, which level of criticality descends from the high number of variables involved, determined by the complex relationships between vertical closure, structure and window frame
Il controllo integrato della qualità ambientale nel progetto di architettura: verso un protocollo di verifica
No full textL’emanazione continua e frequente di nuove normative in materia di energetica, antisismica ed acustica nonché la crescente sensibilizzazione degli utenti finali del processo edilizio nei confronti di tematiche legate al concetto di sostenibilità e qualità ambientale del costruito hanno determinato, nell’ultimo decennio, una spinta senza precedenti nei confronti del controllo e della certificazione delle prestazioni di materiali e componenti di involucro, comportando responsabilità sempre crescenti a carico degli operatori di settore – cui è demandata la totale asseverazione del rispetto dei parametri di legge a tutte le fasi del processo progettuale – nonché l’assenza di procedure e protocolli codificati da seguire in tale processo.
Le conseguenze di ciò si sono riflesse tanto nel modo di costruire quanto nell’approccio alla progettazione, comportando l’insorgere di nuove esigenze, prima fra tutte quella di attestare la qualità del costruito mediante il riconoscimento di determinate caratteristiche che ne consentano una valutazione in termini ambientali e prestazionali.
È in questo quadro congiunturale e normativo dunque, che appare necessario proporre un differente approccio alla gestione del progetto di architettura, capace di incentivare l’adozione – da parte di tutti gli operatori coinvolti – di soluzioni tecniche e progettuali più efficaci, che garantiscano il raggiungimento di standard qualitativi attraverso l’architettura stessa, intesa come ‘luogo’ di equilibrio dei diversi fattori.
Ricerche recenti condotte all’interno del Dipartimento di Architettura dell’Università di Ferrara sono state indirizzate verso la messa a punto di una metodologia per la valutazione della qualità ambientale del costruito attraverso la definizione di un protocollo di verifica – messo a punto di concerto con amministrazioni pubbliche ed applicabile a tutte le fasi del progetto di architettura – che consenta di valutare l’equilibrio dei parametri responsabili della qualità ambientale in una logica di sistema, guidando gli operatori verso soluzioni aderenti ai livelli prestazionali richiesti, adeguate al contesto specifico e a tutte le scale del processo.The continuous issuing of new directives about energy, seismic and acoustic regulations as well as the end users’ growing awareness regarding topics related to building sustainability and environmental quality have led, in the last decade, to an unprecedented urge to control and certificate the performances of materials and building components,involving growing responsibilities towards building operators as well as the lack of encoded procedures and protocols to be followed in this process.
The consequences of this have been reflected so much in the ways of building as in the approach to the architectural design and had, as results, the arising of new demands, first of all the one related to the evaluation of building quality by the recognition of specific characteristics to enable an assessment of their performances and environmental behaviors.
So, it’s in this economic and regulatory framework appears the necessity to propose a different approach to the management of the architectural process that promote the adoption of technical solutions able to ensure the achievement of quality standards through the architecture itself.
Recent researches, conducted within the Department of Architecture of the University of Ferrara, have allowed the development of a methodology for assessing the environmental quality of the building through the establishment of a verification protocol, in order to evaluate the balance of the several parameters responsible of the environmental quality in a system logic and to lead the operators to adopt solutions suitable for performance expectations, appropriate to the specific context and at all the design scales
Progetto e complessità. Un approccio multiscalare per attualizzare gli strumenti di controllo del progetto [Design and complexity. A multiscale approach for updating the project’s control tools]
No full textNell’attuale quadro congiunturale è necessario proporre un approccio integrato, multiscalare e multidisciplinare alla gestione del progetto di architettura, individuando strumenti di supporto decisionale per operare valutazioni multicriteria tra prestazioni tecniche e criteri ambientali differenti. Il presente contributo presenta gli esiti di attività di ricerca avviate con un PRRIITT all’interno del Dipartimento di Architettura dell’Università di Ferrara, con la collaborazione del Laboratorio Larco – Rete Alta Tecnologia Regione Emilia Romagna e di diverse imprese, per la messa a punto di un metodo di valutazione previsionale in fase progettuale delle diverse componenti di qualità ambientale generate dal sistema tecnologico, superando la semplificazione ad oggi insita negli attuali modelli di valutazione e certificazione.In the current situation, it is necessary to propose an integrated, multiscale and multidisciplinary approach to manage the complexity of the architectural project, identifying decision support tools to perform multicriteria assessments between technical performance and different environmental criteria. This contribution presents the results of research activities undertaken in the framework of a PRRIITT within the Department of Architecture of the University of Ferrara, with the collaboration of the Larco Laboratory – High Technology Network of the Emilia Romagna Region and various companies, for the development of a method able to evaluate in a provisional way and during the design phase the different environmental quality components generated by the technological system, overcoming today simplification intrinsic in current assessment and certification models
Metodi della progettazione ambientale: Approccio integrato multiscala per la verifica prestazionale del progetto di architettura
No full textLa progettazione ambientale, per la complessità dei temi affrontati e la molteplicità delle scale coinvolte, richiede un approccio integrato, che ne analizzi le diverse fasi in chiave interdisciplinare.
Il metodo, definito a valle di attività di ricerca nel campo del controllo delle prestazioni degli edifici, propone la valutazione a priori e alle diverse scale delle ipotesi progettuali effettuate, mediante l’assegnazione di punteggi sintetici per ciascuna componente analizzata.
Vengono offerti elementi teorici e strumenti di calcolo, ricorrendo a schede operative per l’approfondimento dei vari argomenti trattati.
Questo volume è il prodotto delle attività di ricerca svolte dal Dipartimento di Architettura dell’Università di Ferrara, coordinate da Fabio Conato e alle quali collabora Valentina Frighi, sul tema della previsione in fase progettuale, del controllo in fase realizzativa, della verifica a posteriori e del monitoraggio nel tempo, delle diverse componenti di qualità ambientale generate dal sistema tecnologico.
L’attività, avviata con il PRITT a partire dal 2005, ha coinvolto dottorati e assegni di ricerca, e ha prodotto, grazie alla collaborazione di partner privati, la
realizzazione di numerosi cantieri-pilota
Tecnologia, materiali e nuove espressioni formali: il caso delle cantine vinicole altoatesine
No full textPer via della sua particolare conformazione geologica, nonché grazie all’influenza climatica data, da un lato, dalla presenza dei rilievi montani, e, dall’altro, mitigata dalla vicinanza del Lago di Garda, l’Alto Adige costituisce, assieme a Toscana e Lombardia, una delle zone di produzione viticola più pregiate sul territorio italiano. Tale regione, divisa in sette diverse zone vitivinicole distinte a seconda della morfologia del territorio, è attraversata per buona parte dalla weinstraße, o “Strada del vino”, itinerario disseminato di luoghi di produzione vinicola più o meno strutturati. Se però, tradizionalmente, tali luoghi coincidevano con cascine o poderi, dalla morfologia regolare e perlopiù organizzati fuori terra; oggi, tali costruzioni, lasciano il posto a vere e proprie architetture hi-tech, capaci – grazie all’introduzione di materiali ed elementi innovativi – di modificare il linguaggio architettonico proprio di tali tipologie edilizie, innovandolo nella forma e conferendogli nuova valenza estetica grazie ad involucri tecnologicamente evoluti, dotati tra le altre cose di prestazioni non convenzionali.
Scelti in funzione delle particolari caratteristiche materico-tecnologiche e formali che li contraddistinguono, i tre esempi oggetto della presente trattazione sono la Cantina Tramin, a Bolzano, la Nuova Cantina Bolzano, a San Maurizio (BZ) e la Cantina sociale di Caldaro.Because of its particular geological conformation, as well as thanks to the climatic influence given, on one hand, by the presence of the mountain reliefs, and, on the other, mitigated by the proximity of the Garda Lake, the Alto Adige region, constitutes, together with Tuscany and Lombardy, one of the most valuable wine production areas in Italy. This region, divided into seven different wine-growing areas, distinguished according to the territorial morphology, is largely crossed by the weinstraße, also called "Wine Route", along which a lot of more or less structured wineries stand. However, if these places traditionally were farmsteads or small farms, with regular morphology and mostly organized above-ground; today, such buildings, have often been replaced by real hi-tech architectures, capable – thanks to the introduction of innovative materials and elements – of modifying the architectural language of such building typologies, innovating its form and providing it new aesthetical value, thanks to technologically advanced building envelope equipped with new, unconventional performance.
Selected by virtue of the particular features that distinguish them, the three examples cited in the present discussion are: the Tramin winery, in Bozen, the new Bozen winery, in San Maurizio (BZ) and the Cantina Kaltern wine cooperative
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