L’Austria a EXPO 2015: il “Bosco” del Padiglione tra natura ed efficienza energetica

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austriaexpo2015Un Padiglione come centrale di “produzione aria” e di energia elettrica.

Nel contributo austriaco all’EXPO la natura non è solo un’apparenza “verde”, ma il punto fondamentale: senza l’utilizzo di sistemi di climatizzazione, la temperatura percepita all’interno del padiglione austriaco sarà di circa 5ºC inferiore a quella circostante grazie all’evapotraspirazione attivata dal terreno boschivo. L’architetto Prof. Klaus K. Loenhart aggiunge: “Il nostro padiglione è un prototipo per una progettazione urbana futuristica che sfrutti la performance della natura. Diversamente da quanto accade con i tradizionali sistemi di climatizzazione, la sinergia di natura e tecnologia produrrà all’interno del padiglione aria “fresca” senza utilizzare corrente esterna e senza creare calore di scarto”.

Complessivamente le piante presentano una superficie fogliare di 43.200 m2, e producono 62,5 kg di ossigeno in un’ora. Contemporaneamente il bosco assorbe 92 kg di CO2 al giorno. Anche per la produzione dell’energia ci si ispira all’intelligenza della natura: per la produzione di corrente vengono usate celle solari a colorante, le cosiddette celle di Grätzel. Questo nuovo sistema fotovoltaico a vetri viene realizzato dall’azienda SFL technologies, che dispone di un proprio centro di ricerca, il FIBAG, entrambi con sede a Stallhofen, in Stiria.

“Le celle solari a colorante rappresentano una tecnologia a vetro assolutamente innovativa a livello mondiale. Basandosi sul principio della fotosintesi, la luce viene trasformata in energia elettrica”, spiega Mario J. Müller, Presidente del FIBAG e Direttore del reparto Tecnica, Ricerca e Sviluppo di SFL technologies. Nel sistema sviluppato e brevettato dal Prof. Michael Grätzel la luce non viene trasformata in corrente mediante effetto fotoelettrico, bensì mediante sostanza colorante in scala mesoscopica (simile alla clorofilla). Le celle di Grätzel riescono a sfruttare anche la luce debole o diffusa e presentano una colorazione trasparente: in questo modo anche l’illuminazione artificiale notturna del padiglione austriaco potrà essere convertita in energia.

La facciata a celle solari a colorante del padiglione austriaco è in assoluto la prima installazione artistica al mondo realizzata con la tecnologia Grätzel, ha una superficie totale di 90m2 e prevede una produzione energetica giornaliera di 24 kWh.

Alti tassi di crescita nell’energia solare

L’installazione sulla facciata del padiglione austriaco ha anche valore di esempio, dimostrativo e propositivo, su come sia possibile impiegare la tecnologia solare in architettura con una valenza estetica. L’utilizzo dell’energia solare per la produzione di corrente registra in Austria una forte crescita: negli ultimi anni è di volta in volta raddoppiata, pur partendo da valori iniziali bassi. Alla fine del 2014 l’energia solare rappresentava l’1,5% della produzione di corrente nazionale.

Un bosco come skyline dell’EXPO
Il bosco del padiglione austriaco si estende per tutta la superficie interna di 560 m2 comprendendo 60 alberi, con altezze fino a 12 metri. Abeti rossi e bianchi, larici, faggi, betulle, querce e molti altri tipi di alberi, arbusti e sottobosco si affiancano in questo fitto microcosmo boschivo. Le cime degli alberi più alti supereranno in altezza la maggior parte degli altri padiglioni, caratterizzando fortemente a livello visivo lo skyline dell’EXPO, soprattutto di notte, quando un’apposita illuminazione ne sottolineerà la presenza.

L’infrastruttura verde migliora il comfort termico

Il Dr. Bernhard Scharf, dell’Istituto di Ingegneria Naturalistica e Architettura del paesaggio dell’Università delle risorse naturali di Vienna ha sviluppato per il padiglione il concetto della Tecnica di vegetazione. Ne è convinto: “Con una bio-performance intensiva potremo compensare gli effetti dei cambiamenti climatici entro la fine del secolo. Anche la Commissione Europea ha riconosciuto il valore del capitale naturale, e sviluppato una strategia per infrastrutture verdi. Partendo da questa base, con il concetto del nostro padiglione vogliamo mostrare quali sinergie siano oggi possibili con le conoscenze a disposizione, abbinando natura e mezzi tecnologici”. Proprio nelle realtà urbane ad alta densità abitativa, con molte superfici chiuse, in estate si creano le cosiddette Sommer Urban Heat Islands, delle vere e proprie “isole di calore”. Diversi studi dimostrano che le piante influenzano positivamente la temperatura percepita ovvero la temperatura fisiologica equivalente (PET). Esse riducono la temperatura dell’aria, ma ancora di più riducono l’irraggiamento di calore e aumentano l’umidità dell’aria. Nel complesso il comfort termico migliora sensibilmente. Nel bosco del padiglione austriaco questo effetto è concretamente esperibile.

Bartenbach e Zumtobel: illuminazione a risparmio energetico con gli spot a LED

Massimo risparmio energetico anche per il concetto di illuminazione del padiglione austriaco. Grazie alla struttura aperta del padiglione, durante il giorno la luce naturale è sufficiente a illuminare l’area interna. Nelle ore serali viene impiegata una sobria illuminazione di base, intelligentemente progettata, con circa 5 – 10 Lux, in cui gli spot creano accenti di effetto. Il concetto è stato sviluppato dagli specialisti dell’illuminazione dello studio Bartenbach di Aldrans (Tirolo), Zumtobel si occupa della realizzazione dei sistemi. Vengono utilizzate esclusivamente luci a LED con un grado di efficienza superiore all’80% e una potenza di almeno 120 lumen/Watt. Tutte le luci sono contrassegnate da Zumtobel con il marchio Eco+, un simbolo che distingue i prodotti migliori in termini di risparmio energetico, rilevanza ambientale e qualità di applicazione. Questo impianto di illuminazione necessita del solo 30-40% dell’energia normalmente necessaria per un sistema di illuminazione tradizionale, come ad esempio un sistema a lampade alogene. Alla riduzione del consumo energetico contribuisce anche la gestione intelligente dell’illuminazione: l’intensità dell’intero impianto è regolabile e può essere adattata alle esigenze specifiche dello spazio in questione.

Atmosfera naturale al chiar di luna

L’intensità e il carattere dell’illuminazione serale richiama la luce lunare, che si armonizza perfettamente con il concetto di “oasi verde” del padiglione. “Tutte le luci a spot per l’illuminazione dell’oasi verde sono posizionate sul bordo del tetto e orientate in modo tale che il visitatore non possa mai trovarsi a guardare direttamente il fascio di luce. L’effetto “ombra” viene prodotto solo da un lato, l’illuminazione viene mantenuta sullo sfondo e conferisce un effetto molto naturale”, spiega Christoph Gapp, Head of Lighting Design di Bartenbach. Presso i punti di nebulizzazione e in altri punti specifici del pavimento, luci alternate e variabili creano accenti visivi. Speciali fari, poi, dirigono verso gli alberi più alti fasci di luce mirati. In questo modo gli alberi monumentali del padiglione dell’Austria saranno visibili da lontano anche di notte.

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