Chi progetta, costruisce, converte, ristruttura, rinnova e gestisce edifici ha una grande responsabilità. Perché non c'è "solo" da tenere in considerazione le linee guida e gli standard di ingegneria strutturale pertinenti e rispettivamente validi, ma agire in modo responsabile nel senso più ampio. Il termine "responsabilità" ha molte prospettive nel contesto del settore dell' edilizia e delle costruzioni in genere. Il pensiero sulla sicurezza, tipico della prudenza dell' ingegnere è sicuramente uno di questi, corretto e buono - ovviamente. Tuttavia, un'altra prospettiva importante è stata recentemente ricordata non solo dai decisori politici dopo che la Corte Costituzionale Federale in relazione alla legge sulla protezione del clima ha esaltato la responsabilità decisionale nei confronti delle generazioni future. Tutti i lavoratori nell' edilizia e nelle costruzioni in genere, possono e devono sentirsi coinvolti anche da questa decisione. L'ambiente edificato è altamente "rilevante per le generazioni future", in altre parole: le decisioni di oggi sul costruire hanno un effetto duraturo sul domani.
Quindi cosa "consegniamo" alla nostra prole? Una domanda cruciale e un utile spunto di riflessione per l'azione quotidiana.
Il "New European Bauhaus" - il nuovo Bauhaus europeo" - come "movimento" vuole pensare esattamente a questa domanda, elaborare raccomandazioni, comunicare soluzioni e incoraggiare a costruire (in modo diverso). Nello specifico, gli iniziatori vogliono sostenere la massiccia trasformazione della società e dell'economia, che nei prossimi anni deve approdare verso la massima sostenibilità possibile, la minima distruzione ambientale e il massimo utilizzo delle energie rinnovabili (vedi: "European Green Deal").
Non illudiamoci: se l'utente, il proprietario, l'investitore, l'inquilino il "Consumatore medio" non capisce o non riesce a capire il significato di questi sconvolgimenti, allora il "grande esperimento della transizione energetica" fallirà, ovvero al almeno nei prossimi 25 anni non potrà essere implementato nella qualità richiesta. L' uomo del presente dovrà (finalmente) essere posto al centro dell'azione del governo, l' uomo del futuro e la vita futura posti al centro dei dibattito. Il "nuovo Bauhaus europeo" vuole spingere questo immenso macigno senza dimenticare l' aspetto economico nell' interesse della comunità.
Nel ritenere fermamente che leggi e divieti ordinati dall'alto da soli difficilmente saranno in grado di proteggere efficacemente il clima – e questo vale anche pel settore delle costruzioni -, avendo la "crisi-Corona" mostrato i limiti della coercizione e come le persone reagiscono in modo diverso a tale pressione, non è difficile poter dedurre l' urgenza di un coinvolgimento di tutti sapendo benissimo che si tratta di un vero compito erculeo.
Affrontiamo queste sfide con motivazione e responsabilità, pertanto. La "progettazione integrale" ci offre sicuramente l'uno o l'altro impulso positivo per il costruire di oggi e del futuro.
Uno sguardo alla natura rivela che produce in abbondanza e trasforma il vecchio in nuovo. L'approccio “Cradle To Cradle” segue proprio questo principio. L'ingegnere di processo Michael Braungart e l'architetto William McDonough hanno sviluppato questo concetto di design negli anni '90. Da allora, hanno lavorato su approcci avanzati presso l'EPEA, l'Istituto per la ricerca ambientale internazionale di Amburgo. E allora scopriamo cosa c'è dietro il principio "Cradle To Cradle" e come viene applicato nella pratica.
"Cradle To Cradle" in architettura
Il termine deriva dall'inglese e significa "Dalla culla alla culla". Si tratta della selezione mirata di materiali per progetti di costruzione che possono potenzialmente attraversare cicli di vita infiniti. Contrariamente al riciclaggio o al concetto di valutazione del ciclo di vita, "Cradle To Cradle" va oltre. Il risparmio energetico da solo non va abbastanza lontano e ha anche effetti negativi come la sindrome dell'edificio malato, in cui soprattutto chi vi lavora si sente male dopo una lunga permanenza negli edifici.
"Cradle To Cradle" in architettura, d'altra parte, mira a utilizzare l'ambiente invece di limitarsi a ridurre gli effetti dannosi. Il concept si basa su tre principi: la comprensione dello spreco come cibo, l'uso di energie rinnovabili e il sostegno alla diversità.
I cicli produttivi biologici e tecnici
Il concetto distingue tra due cicli. Il ciclo biologico comprende i beni di consumo che vengono restituiti alla natura dopo il loro utilizzo. I beni di consumo svolgono un ruolo nel ciclo tecnico. Il riutilizzo dei materiali è già in primo piano nella progettazione di questi prodotti. I produttori non vendono più le loro merci, ma le mettono a disposizione e poi le riprendono per riciclarle.
L'utilizzo di fonti energetiche rinnovabili
Le fonti energetiche convenzionali come i combustibili fossili o l'energia nucleare presentano numerosi svantaggi, poiché le conseguenze del loro utilizzo gravano sulle generazioni future. L'energia eolica e solare, la biomassa o la geotermia, invece, sono sempre disponibili e rinnovabili. In questo modo, elettricità e calore possono essere prodotti in modo sostenibile per il funzionamento di edifici o sistemi.
Sostenere la diversità
Il concetto "Cradle To Cradle" considera gli aspetti economici, ecologici e sociali nella scelta dei materiali e dei materiali da costruzione. Consente diverse prospettive sulla fabbricazione e l'uso dei prodotti. Questo crea nuove idee che vanno oltre i metodi e le prospettive convenzionali.
Esempio pratico: il padiglione del ciclo ad Amburgo
Durante la Climate Week 2011 ad Amburgo, lo studio di architettura Partner und Partner ha costruito un edificio sulla base del principio Cradle To Cradle al Rathausplatz. Il cosiddetto padiglione circolare con una superficie di 75 metri quadrati aveva un periodo di utilizzo limitato. È servito come location per mostre ed eventi, nonché come scultura spaziale. Al buio brillava di una luce verde opaca grazie all'illuminazione con lampade a LED. Gli architetti e gli ingegneri coinvolti hanno voluto presentare in forma condensata sul padiglione il ciclo di vita di un edificio: dalla creazione, alla costruzione, all'utilizzo, allo smantellamento. Come materiali sono state utilizzate forche coltivate naturalmente dalle foreste circostanti. Hanno formato la struttura e la facciata dell'edificio. Partner e partner li hanno selezionati appositamente per la durata dell'utilizzo. Il montaggio è stato effettuato con tasselli di legno e corde di canapa. Dopo lo smantellamento, il legno è stato sminuzzato e restituito al bosco come terreno fertile naturale. Le pareti interne erano ricoperte da teli tessili, il pavimento era ricoperto da moquette sintetiche. Il produttore ha ripreso quest'ultimo dopo lo smantellamento dell'edificio e lo ha utilizzato per la produzione di altri rivestimenti per pavimenti.
Conoscenza trasferibile a edifici permanenti Il padiglione del circuito illustra i principi della “Cradle To Cradle” in architettura
I materiali da costruzione utilizzati sono stati restituiti al ciclo biologico o tecnico. Utilizzando fonti di energia rinnovabile, l'edificio era quasi neutrale in termini di CO2. Ha anche mostrato come l'equilibrio ecologico complessivo può essere ottimizzato. Questi risultati possono essere trasferiti anche a strutture edilizie permanenti. Per gli architetti, questo apre campi di attività completamente nuovi nel campo della gestione dei nutrienti che vanno ben oltre l'industria delle costruzioni.
Chi paga 120 euro al mese per l'elettricità oggi pagherà 7200 euro nei prossimi 5 anni. Se si tiene conto degli aumenti annuali del prezzo dell'energia elettrica di quasi il 3%, si arriva a 7.645 euro. Il centro di consulenza ai consumatori critica gli aumenti di prezzo dei colossi dell'elettricità: "Incassare a spese del cliente". Le giovani aziende come l'azienda energetica Enpal di Berlino mostrano che c'è un altro modo.
Con oltre 32 centesimi/kWh, i tedeschi pagano già i prezzi dell'elettricità più cari d'Europa. Per fare un confronto: la media internazionale è attualmente di 12 cent/kWh. Ma come se non bastasse, secondo le previsioni della Tagesschau, i prezzi dell'elettricità in Germania raddoppieranno addirittura entro il 2050!
Mario Charcoal, amministratore delegato di Enpal, era determinato a fare qualcosa al riguardo. La sua posizione di partenza però non è stata facile. Dopotutto, doveva affermarsi contro le società multimiliardari. Ma la visione era sempre chiara: un sistema solare conveniente per tutti in modo che i proprietari di case possano produrre la propria elettricità. Così il carbone ha messo i suoi risparmi nella visione e ha iniziato con la società Enpal.
Ciò che inizialmente sembrava impossibile, dopo anni di duro lavoro e innumerevoli discussioni con esperti, il carbone è diventato realtà. Come funziona il concept Enpal?
L'amministratore delegato del carbone spiega: “I clienti ottengono da noi un sistema solare per un costo di acquisto di 0 €. Paghi un canone mensile a partire da € 49, che, inclusa l'elettricità residua, è solitamente inferiore ai costi mensili dell'elettricità che i clienti hanno precedentemente pagato. Gestiamo il sistema da 20 anni e poi i clienti possono rilevare il sistema per un euro simbolico. Assicurazione, riparazione e manutenzione sono completamente gratuite e incluse. Il sistema di accumulo di energia completa l'offerta e consente ai clienti di essere completamente autosufficienti e indipendenti.” Puoi utilizzare il test rapido online per vedere se l'offerta è disponibile anche da te.
Nomi di successo dell'economia tedesca volevano entrare in Enpal. Ma il carbone rimane indipendente dalle grandi compagnie energetiche. E il piano funziona. Con oltre 900 dipendenti e 10.000 impianti realizzati, Enpal è oggi l'azienda di maggior successo in Europa per gli impianti solari su tetto.
Perché gli impianti solari di Enpal sono completamente privi di rischi per i clienti e quindi redditizi anche in tempo di pandemia. Questo è anche il caso della signora Feldmann di Wiesbaden: “Ho sognato a lungo di diventare indipendente con il mio sistema solare. Enpal me lo ha reso possibile nel giugno 2020. Da allora, ho risparmiato quasi la metà delle mie bollette elettriche. I vicini sono impressionati".
Solo nel 2020, più di 290.000 interessati hanno contattato la giovane azienda. A causa dell'aumento della domanda, l'azienda ha avuto l'idea di sviluppare un semplice test rapido online . Ciò significa che le parti interessate possono scoprire in un minuto se l'offerta è ancora disponibile da loro. Se compare un segno di spunta verde, l'offerta di Enpal per i clienti può essere installata in poche settimane.
Nella cementeria Holcim di Siggenthal si sperimentano nuove tecnologie 4.0 per una produzione più sostenibile. Un esempio di ciò sono attualmente i droni speciali della start-up dell'ETH "Voliro", che dovrebbero aiutare con i difficili lavori di riparazione.
I droni speciali di «Voliro» in azione.
Nell'ambito dell'iniziativa "Plants of Tomorrow", l'azienda svizzera di cemento Holcim sta attualmente testando diverse tecnologie Industry 4.0 per l'industria dei materiali da costruzione. L'iniziativa si rivolge a una rete globale di oltre 270 cementifici e impianti di macinazione in più di 50 paesi e mira a introdurre nel processo produttivo tecnologie di automazione e robotica, intelligenza artificiale, manutenzione predittiva e tecnologie "digital twin".
I droni dovrebbero sostituire gli scalatori industriali
La cementeria di Siggenthal AG funge da sito pilota per queste nuove tecnologie. L'automazione e la robotica sono pilastri importanti della strategia "Plants of Tomorrow", come osserva Holcim. Ciò include anche l'ispezione e la manutenzione di quei sistemi che sono difficili da raggiungere per i dipendenti. Ne sono un esempio le pareti e gli involucri in acciaio degli impianti di produzione o dei silos, che di solito devono essere incaricati di ispezionare gli arrampicatori industriali.
È proprio qui che devono essere utilizzati i droni speciali sviluppati dalla start-up dell'ETH "Voliro". Il velivolo può essere ruotato attorno a tutti gli assi da uno speciale sistema di rotori e può quindi eseguire manovre in posizione verticale o addirittura capovolta.
Manutenzione senza tempi di fermo della produzione
La start-up Voliro, fondata nel 2019, si è impegnata nello sviluppo di una nuova generazione di robot volanti per l'ispezione e la manutenzione degli impianti industriali. I tuoi droni possono essere equipaggiati con una varietà di sensori che effettuano misurazioni visive, termiche e basate sul contatto. Grazie al design a 360 gradi degli oggetti volanti, i sensori possono effettuare misurazioni anche su superfici curve e inclinate.
Secondo Holcim, ciò consente ai droni di raggiungere in brevissimo tempo aree dell'impianto di difficile accesso, cosa che in precedenza era possibile solo durante un fermo di produzione. Ciò rende la manutenzione preventiva e la pianificazione molto più semplici e le analisi delle condizioni possono essere eseguite più frequentemente. Il nuovo metodo di misurazione non offre solo vantaggi in termini di tempo e costi, ma è anche un passo importante per Holcim verso il miglioramento della sicurezza sul lavoro.
Secondo le sue stesse informazioni, Holcim accompagna lo sviluppo del prodotto di Voliro dal 2019 e fornisce l'avvio tecnologico con l'infrastruttura a Siggenthal per i voli di prova. L'azienda cementiera sta supportando il progetto anche con il proprio know-how, ad esempio nell'applicazione dei “Non-Destructive Testing” (NDT) - i controlli non distruttivi sui materiali.
Voli di misura di successo in cementeria
Un traguardo importante è stato raggiunto questa settimana nel corso del progetto. Dopo diversi anni di ricerca, la prima campagna ufficiale di voli di misura a Siggenthal ha avuto successo. Il drone utilizzato ha effettuato misurazioni importanti per determinare gli spessori delle pareti in acciaio del forno da cemento e del preriscaldatore a ciclone. Questo è anche un grande successo per Holcim Svizzera, come osserva l'azienda, poiché consente di eseguire le ispezioni nei propri impianti in modo più efficiente con soluzioni robotiche.
Secondo Holcim, i voli di misurazione di successo costituiscono una base importante per un possibile utilizzo futuro dei robot volanti in tutti gli impianti di produzione nei settori della ghiaia, del calcestruzzo e del cemento. Il gruppo vede i possibili usi dei droni principalmente nel contesto di ispezioni e controlli regolari di edifici e strutture in acciaio. (mgt/pb)
«Upcycling» è un appello per il riutilizzo e l'ulteriore utilizzo di materiali e componenti. Vale la pena leggere il libro e chiarisce: ciò che è stato recentemente pubblicizzato come innovativo ha una lunga tradizione che deve essere coltivata. Il patrimonio edilizio è una preziosa fonte di risorse e idee.
In Liechtenstein, l'industria delle costruzioni è il principale motore del consumo di materiale e allo stesso tempo responsabile di un enorme 65 percento di tutti i rifiuti. Quindi è abbastanza ovvio che sia necessario un ripensamento nell'industria e nella società nel suo insieme. Ma come si può realizzare un'architettura il più possibile a basso contenuto di rifiuti e sostanze inquinanti? E il patrimonio edilizio del principato potrebbe essere utilei? Dopotutto, in Liechtenstein sono state lavorate circa 6,8 milioni di tonnellate di materiale da costruzione su tutti gli oggetti e molte strutture sono attualmente inutilizzate e potrebbero essere riutilizzate.
L'Istituto per l'architettura e lo sviluppo territoriale dell'Università del Liechtenstein ha recentemente risposto a questa domanda con il libro «Upcycling. Riuso e ulteriore utilizzo come principio progettuale in architettura »edito da Trieste. La pubblicazione si basa su due simposi con lo stesso nome, che hanno avuto luogo nel 2018 e nel 2019, e include anche contributi degli studenti che sono stati supervisionati da Daniel Stockhammer e Dieter Jüngling.
Un' economia circolare è un sistema rigenerativo in cui l'uso delle risorse e la produzione di rifiuti, le emissioni e gli sprechi di energia sono ridotti al minimo rallentando, riducendo e chiudendo i cicli di energia e materiali; ciò può essere ottenuto mediante costruzione, manutenzione, riparazione, riutilizzo, rigenerazione, ricondizionamento e riciclaggio durevoli. Il riciclaggio è di solito l'ultima risorsa. Il contrario dell'economia circolare è per lo più chiamato economia lineare (anche "economia a perdere"). Si tratta del principio attualmente prevalente della produzione industriale. La maggior parte delle materie prime utilizzate vengono depositate o incenerite dopo la rispettiva vita utile dei prodotti; solo una piccola parte viene riciclata.
La Thyssenkrupp tedesca ha cambiato il processo di produzione del cemento. Il risultato: aggiungendo argilla, si può risparmiare circa il 40% del biossido di carbonio dannoso per il clima. Il primo impianto di questo tipo è attualmente in costruzione in Camerun.
Il cemento è costituito essenzialmente da sabbia calcarea. Questa contiene naturalmente anidride carbonica (CO2). Da un normale processo di produzione convenzionale vengono prodotti circa 790 kilogrammi di CO2 per tonnellata di cemento da klinker. Questo avviene a seguito di una reazione chimica. Inoltre per la produzione sono necessarie grandi quantità di energia, poiché il calcare deve essere bruciato con l'aggiunta di altre sostanze a temperature superiori ai 1.400 gradi Celsius. La società Thyssenkrupp ha ora sviluppato un cosiddetto processo dal nome „polysius activated clay“ (argilla attivata al polisio). La caratteristica consiste nel mescolare argilla attivata, che corrisponde a circa un terzo del cemento ottenuto dal calcare. L'argilla deve soltanto essere trattata a circa 800 gradi Celsius al posto dei 1.400 del calcare. Ciò significa che durante il processo di produzione è richiesta una quantità significativamente inferiore di calore e quindi di energia. Aggiungendo argilla attivata è possibile ridurre le emissioni di CO2 per tonnellata di cemento fino al 40%.
Allorché nel 2007 il primo smartphone è arrivato sul mercato in molti Paesi venne innescato uno sviluppo dalle dimensioni imprevedibili. Ebbe così inizio la diffusione globale della tecnologia intelligente, anche se la tecnologia digitale era stata utilizzata molto prima nell'architettura.
La tecnologia CAD ha reso possibili molte cose che le avanguardie tutte non avrebbero mai potuto immaginare. Vivo è ancora il ricordo dei nuovi edifici in rovina di Frank O. Gehry o dell'architettura neo-espressionista di Coop Himmelb (l) au. Di questo sviluppo l'anno 2000 si pose come pietra miliare.
Mi ricordo ancora bene della casa sul pendio del bacino di Stoccarda, il cui guscio di vetro era stato un vecchio sogno di architetti moderni, progettatta e costruita dall' architetto-ingegnere tedesco Werner Sobek, anche se l' involucro cubico cristallino non era rivoluzionario. Tuttavia l'applicazione della tecnologia intelligente costituì un evento epocale, rendendo così il vivere dentro una serra - per Sobek semplicemente R 128 -, un' avventura di un fascino sconosciuto alla luce delle più recenti esperienze tecnologiche.
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