Bioedilizia: ad Amburgo il primo edificio alimentato ad alghe

Arup è una società di ingegneria e di design molto importante nel panorama mondiale attiva principalmente in campo architettonico ed edile, in particolare nel settore della bioedilizia. Ultimamente sta sviluppando progetti molto all’avanguardia, rivolti al risparmio energetico, e proprio  grazie a loro è nato, ad Amburgo, il primo edificio alimentato ad alghe. Le alghe sono presenti nelle facciate SolarLeaf, il motore di queste nuove case simbolo della bioedilizia. Non è uno scherzo, ma realtà. È stata scelta una fonte rinnovabile un po’ diversa dal solito e nello specifico si tratta di microalghe che spesso vengono utilizzate in progetti di edilizia sostenibile.

Le abitazioni del futuro

Arup si concentra molto sulla bioedilizia anche nell’ambito delle abitazioni. La società lavora su schemi residenziali che offrano una miglior qualità di vita per le comunità, un futuro sostenibile per le costruzioni residenziali e pensa anche al fattore economico, per fornire buone opportunità per chi investe nel mercato immobiliare. Nelle città più grandi Arup pensa anche alla sinergia tra la casa e i servizi urbani; alcune volte è necessario ridurre le dimensioni dell’edificio e facilitare l’accesso ai mezzi pubblici e ai luoghi di lavoro e di divertimento. In altre metropoli invece è richiesta una maggiore qualità delle abitazioni, a discapito dell’economicità. La sinergia tra architetti, ingegneri ed imprenditori nella Arup gli permette di progettare, disegnare e costruire edifici con scopi abitativi di ogni genere e per ogni situazione; da ville di lusso a case modulari a basso costo, da grattacieli a palazzine di periferia.

Arup riconosce che il design di un edificio deve comprendere l’utilizzo delle tecnologie più moderne nell’ambito della bioedilizia e deve riflettere le necessità delle persone che lo abitano. Oggi le case devono essere energeticamente sostenibili e a inquinamento ridotto già dalle primissime fasi del progetto. Alcuni esempi di questo tipo di bioedilizia di Arup sono la Zero Energy House nell’ambito del progetto Samsung’s Green Tomorrow in Corea e le facciate SolarLeaf della BIQ House dell’International Building Exhibition ad Amburgo. Anche nella quotidianità edifici di questo tipo si dimostrano energeticamente efficienti e a bassissime emissioni, riducendo praticamente a zero l’inquinamento di un edificio residenziale, cosa impensabile fino a pochi anni fa.

Le città del futuro

Arup non si implementa le più moderne soluzioni di bioedilizia solo in singoli edifici, ma anche in intere città. Lo stile di vita moderno e le tecnologie in grado di connettere tutta una città aprono nuove possibilità per la connettività e la convivenza anche con gli edifici residenziali. La connettività non incrementa solo la qualità della vita delle persone, ma permette anche di monitorare consumi e inquinamento per ridurli al minimo indispensabile. I progetti di Arup riguardano anche lo sviluppo di nuovi nuclei residenziali in sintonia con il terreno e l’ambiente in cui sorgono. Un esempio è il Konstantinovo North Village, che fa parte dell’area urbana di Mosca, in cui comfort, sicurezza, trasporti pubblici e infrastrutture sostenibili sono la priorità. In altri luoghi ci sono altre priorità: a San Francisco il nuovo quartiere Bay Meadows è stato progettato come una zona vietata ai mezzi e quindi molto efficiente, in cui le persone potranno godere di tutti i servizi necessari girando a piedi. I modernissimi edifici smart della New Songdo City e dello Yongsan International Business District in Corea monitoreranno ed ottimizzeranno ogni aspetto della vita dei loro abitanti.

Funzionamento di SolarLeaf

L’esempio di bioedilizia costruito ad Amburgo ha due facciate SolarLeaf (sud-ovest e sud-est) ricoperte da 129 fotobioreattori di 2,5 m x 0,7 m. SolarLeaf fornisce circa un terzo della domanda di riscaldamento delle 15 unità residenziali dell’edificio. I fotobioreattori sono altamente efficienti per la crescita delle alghe e hanno bisogno di una manutenzione minima. Sono costituiti da 4 lastre di vetro. I due pannelli interni hanno una cavità di 24 litri di capacità in cui circolano le alghe nel mezzo di coltura. Ai loro lati cavità isolanti ripiene di argon riducono al minimo la perdita di calore. Il pannello frontale è un vetro bianco antiriflesso, mentre il pannello posteriore può anche presentare decorazioni.

A intervalli regolari dell’aria compressa viene introdotta dal basso in ogni bioreattore. L’aria forma grandi bolle e genera un flusso d’acqua verso l’alto e una turbolenza che stimola le alghe nell’assorbimento di luce e anidride carbonica (CO2). Contemporaneamente una miscela di aria, acqua e piccoli pezzi di plastica pulisce la superficie interna dei pannelli. SolarLeaf ha integrati i tubi per l’ingresso e l’uscita del mezzo di coltura e dell’aria. La massima temperatura che può essere estratta dai bioreattori per non intaccare le microalghe è di 40°C. Il sistema può operare per tutto l’anno. L’efficienza della conversione della luce in biomassa (e quindi in elettricità) è del 10%; quella della conversione della luce in calore è del 38%. Per un confronto, l’efficienza di un sistema fotovoltaico è del 12-15%, quella di una centrale solare termica è del 60-65%.

Vantaggi della bioedilizia SolarLeaf

Il vantaggio delle biomasse è che possono essere impiegate flessibilmente per generare elettricità e calore; inoltre possono essere immagazzinate praticamente senza perdite di energia. Coltivare le microalghe nei pannelli non richiede l’uso di ulteriore spazio e non è eccessivamente condizionato dalle condizioni meteorologiche. Il carbonio utilizzato per alimentare le alghe può essere ricavato da ogni processo di combustione che avviene nelle vicinanze (caldaie, scaldabagni ecc.). Questo implementa un ciclo del carbonio corto e quindi evita che esso venga disperso nell’atmosfera e contribuisca ai cambiamenti climatici in atto. Dato che le microalghe assorbono la luce solare, i bioreattori possono essere usati anche per ombreggiare l’interno delle abitazioni. Quando c’è più luce crescono più alghe e quindi c’è più ombra, riducendo così la necessità di condizionare l’aria all’interno dell’edificio.

Sinergie future

La bioedilizia ha l’obiettivo di creare sinergie collegando sistemi per i servizi necessari alle case, come la distribuzione di calore ed elettricità, sistemi idraulici alternativi e processi di combustione. La chiave per un’implementazione efficacie dei fotobioreattori su ampia scala sarà la cooperazione tra investitori e designer. La bioedilizia trarrà beneficio da una forte collaborazione tra diverse discipline: design ambientale, design di facciate, materiali, simulazioni, servizi, ingegneria strutturale e sistemi di controllo. Ciò che è maggiormente necessario è la comprensione dei grandi benefici che la bioedilizia porta all’utente, all’edificio e a tutto l’ambiente