Modularity

PROGETTO: Modularity

TEMA DEL PROGETTO

-Il modulo, inteso come parte aggregante dell'edificio o di uno spazio.

-Strategia di Circular Design

-Processo di LCA dei materiali utilizzati.

il seguente elaborato, riguarda la progettazione di un pannello per esterni avente specifiche caratteristiche funzionali, oltre garantire un aspetto estetico con il miglioramento e la riqualificazione delle facciate degli edifici e dell'arredo pubblico.

Nel progetto in questione viene trattato tutto il processo di LCA legato alla produzione dei materiali e alle emissioni di quest'ultimi, fino ad arrivare ad una strategia di Circular Design per la dimissione dei materiali a fine vita, con conseguente reimmissione nella produzione.

ACCIAIO CORT-EN

L’acciaio Corten è un materiale versatile dalle straordinarie proprietà strutturali ed estetiche, il metallo è impiegato in vari campi come quello dell’edilizia, delle infrastrutture ma anche nel design e nella comunicazione. Una delle principali proprietà dell’acciaio corten, è la capacità di autoproteggersi dalla corrosione, durante il naturale processo di ossidazione rilascia una polvere di ossidi degli elementi in lega che patinano la superficie.

FIBRA DI CELLULOSA

La fibra di cellulosa, viene impiegata come materiale isolante negli edifici, principalmente dal freddo, dal caldo e dall’umidità e anche dai rumori, infatti risulta un ottimo isolante acustico, ottimo da impiegare in ambienti cittadini. Le avanzate tecnologie permettono oggi di trasformare le fibre in uno dei coibentanti più performanti, salubri e a basso costo che si possano impiegare per la riqualificazione energetica degli edifici esistenti.

DISEGNI TECNICI

PRESENTAZIONE DEL PRODOTTO

-STRATO ESTERNO: Il pannello, presenta più stratificazioni, a partire dallo strato più esterno in acciaio Cor-ten, progettato per lo scorrimento e il veicolamento della raccolta delle acque piovane.

-ISOLAMENTO: Lo strato centrale, in Fibra di cellulosa, permette l'isolamento dell'edifico dal caldo, dal freddo e acustico, limitando i rumori provenienti dall'esterno

-STRATO INTERNO: Chiude e compatta il pannello, che attraverso una struttura a cornice può essere fissato. Inoltre è presente una guarnizione che circonda le estremità del pannello, cosi da limitare le infiltrazioni di acqua tra un pannello e l'altro.

FISSAGGIO

-GRIGLIA: La griglia costruita in acciaio, permette di fissare i pannelli sul muro esterno dell' edificio, garantendo una struttura solida che fa da tramite tra l'edificio e i pannelli fissati.

-VITI E BULLONI: L'intero fissaggio all'edificio, avviene a secco tramite dei bulloni, a partire dalla griglia che viene fissata al muro attraverso delle viti che oltrepassano la griglia attraverso dei fori appositamente costruiti. Il pannello viene fissato attraverso delle viti che lo oltrepassano per tutta la sezione dello stesso, fino ad andare a fissarsi sulla griglia sottostante.

FUNZIONI

-FACCIATA VENTILATA: Una volta fissati sull'edificio, i pannelli permettono di avere una ventilazione delle pareti esterne attraverso un intercapedine di ventilazione, che viene creato attraverso degli spessori presenti sul sistema di fissaggio dei pannelli stessi. Questo permette di eliminare i ponti termici, andando a limitare condenza ed umidità.

-SCORRIMENTO E RACCOLTA DELLE ACQUE: Su ogni pannello è presente un canale di scolo, che permette di raccogliere l'acqua piovana che viene veicolata all'interno della griglia, dov'è presente un ulteriore canale, questo sistema permette di creare un impianto di raccolta per tutta l'area della facciata.

-VENTILAZIONE NATURALE: Avviene attraverso dei canali di ventilazione presenti all'interno dei pannelli, che oltrepassano il muro esterno dell'edificio, permettendo di regolare la portata d'aria da far entrare all'interno dell'edificio, grazie a dei filtri, fatti di un materiale termoattivo chiamato Active Axetic, che regola la portata d'aria nei periodi estivi e invernali. Questo tipo di sistema è stato pensato come optional in casi in cui le condizioni e l'ambiente esterno lo permettono.

PARTICOLARI FUNZIONALI

(Ventilazione Naturale)

La ventilazione naturale si differenzia per la diversa efficienza nel periodo invernale ed estivo. La differenza di temperatura tra le masse sfuggenti e quelle in entrata provoca un'accelerazione del flusso in entrata, tipico per i tempi freddi. In estate, la temperatura esterna è superiore ai valori interni , e la velocità dell'aria nella ventilazione naturale rallenta.

Il calcolo della ventilazione naturale avviene attraverso:

La determinazione delle portate;
Il calcolo del volume d'aria;
Il calcolo dei parametri dell'ingresso o del canale.

CALCOLO SEZIONE TRASVERSALE DEL CANALE

Il diametro del canale di ventilazione dei locali non residenziali è calcolato dalla formula S = B / 3600Mdove:

S- Area, m2);
B- portata (m / s);
M- portata (m3 / h).

Il risultato viene utilizzato per calcolare il diametro. D = 1000 · √ (4 · S / π)dove:

D- diametro ricevuto (m);
S -area della sezione trasversale stimata (m2);
π- numero matematico (3.14)

FILTRAGGIO ARIA E FLUSSI DI ENTRATA

Per quanto riguarda il filtraggio e il controllo dei flussi di entrata in base alle differenti stagioni, sono stati costruiti dei filtri con un materiale sensibile alla temperatura. Il materiale in questione è Active Auxetic, sviluppato presso il Self-Assembly Lab del MIT. Il materiale non richiede l'azione umana per attivarsi, ma risponde automaticamente a uno stimolo.

Rispetto ai materiali auxetici tradizionali, i materiali auxetici termoattivi dimostrano prestazioni autonome al cambio di temperatura, in quanto il materiale si restringe a basse temperature mentre si dilata per le temperature alte. Permettendo in questo caso un maggior flusso a besse pressioni nel periodo estivo, un minor flusso ad alte pressioni nel periodo invernale.

Video dei test sul materiale:

CIRCULAR DESIGN

La strategia di Circular Design parte dallo smontaggio delle componenti, dove successivamente i materiali come il l'acciaio Cor-ten, viene reimpiegato nella costruzione di nuove strutture.

Per la fibra di cellulosa, viene attuato un processo di rielaborazione impiegandola nella creazione di Bio-materiale per la stampa 3D.

Video sulla strategia di Circular Design:

LCA (Life Cycle Assessment)

Definizione dell'obiettivo e del campo di applicazione

Per valutare l'impronta ambientale del prodotto, lungo il suo intero ciclo di vita, viene applicata la metodologia Life Cycle Assessment (LCA) attraverso le fasi di:

Definizione dell'obbiettivo e del campo di applicazione;
Confini di sistema (Cradle to gate);
Contributo del prodotto alle categorie di impatto;

Le funzioni identificate del prodotto sono:

- Ventilare l’esterno degli edifici attraverso un intercapedine che permette il passaggio dell’aria.

- Scolo e raccolta delle acque.

Il campo di applicazione include l’unità funzionale e il flusso di riferimento

- Funzione rilevante per LCA: Rivestimento superfice per pannello 1m2

- Unità funzionale: m2

-Presentazione prodotto: Un pannello (1mx1m) copre una superfice di 1m2, con un volume di 1,5 m3, e con un peso di 2,7 kg di Cor-ten e 2kg di fibra di cellulosa, per un totale di 4,7kg.

Flusso di riferimento: per coprire una superfice di 1m2 serve 1 pannello

DIAGRAMMI DI FLUSSO

(Cardle to Gate) Corten - Fibra di cellulosa