Riqualificazione architettonica ed energetica del PFP Valtellina di Sondrio

“All these buildings must meet the requirements of solidity, functionality and beauty. They will have solidity if the foundations, built using materials selected carefully and without avarice, will rest deep and solidly on the ground beneath; functionality, when the distribution of the space inside each building of whatever kind, will be correct and practical; lastly, beauty, when the appearance of the building will be pleasing as a result of the harmonious proportions of its component parts, obtained through the judicious study of symmetries” Marco Vitruvio Pollione, De architectura, XV century B.C. The Professional Training Centre Valtellina (PFP) mirrors the current condition of school infrastructure in Italy, both in the private and public sectors. It is the result of the juxtaposition of a series of volumes constructed in different periods without proper planning, which fails the principles of the Vitruvian Triad - firmitas (strength), utilitas (function) and venustas (beauty) - with inefficient results. PFP is one of the leading institutions in the Province of Sondrio. It offers training programs in hospitality, catering, wellness, textile and construction industries. Over the past two years, it has seen a significant increase in enrolment. The scale of its predicted growth has rendered necessary the renovation and energy retrofit of the existing building. This dissertation proceeds in three phases. The first phase focuses on the study of the local area of the Province of Sondrio, with particular attention paid to the PFP catchment area as well as external factors that might provide important input for the subsequent planning and design phase, such as: territory, demographics (school age especially), history, mobility, green areas, distribution of school buildings, weather conditions, local architecture and materials. With an eye on innovation, the research expands beyond the boundaries of the Province of Sondrio to include case studies of highly energy efficient school renovation projects and newly built schools as well as data on near-zero energy buildings. The second phase aims at attaining an in-depth and exhaustive understanding of the building, which is a highly complex one from a geometrical, structural and technological point of view. The study of the building is not limited to the envelope alone, but includes its users. We met with teachers and observed students’ activities in order to fully understand the internal organisation of the school, its routine, its practices and needs. The third phase systematises all the information gathered in order to create a solid base for defining our planning strategies, which are aimed at realising existing potential and addressing current shortcomings. We proceed to explain our design process, from the existing building to the final design, highlighting the necessary demolitions and reconstructions in line with the architectural concept. We present the architectural project and related regulatory compliance. Five additional studies follow: technological, structural, lighting, acoustic and services. The technological study presents the energy saving strategies deployed in line with the technological concept. These include an energy-efficient envelope with ventilated walls and roof and sustainable construction materials. The report includes abacuses with the performance of each building element as well as sections and technological details to illustrate the fixing systems and the significant nodes. The structural study focuses on the constructions of an additional floor intended for laboratories and new offices. The project proposes a light structure that combines XLAM panels, engineered wood beams and non-conventional burnished steel pillars. The lighting study enabled us to define appropriate strategies to improve the visual comfort inside the classrooms and common areas. We opted for the use of light shelves, external screens such as expanded sheet metal panels, solar shading shelves or simply modifying the windows housing. The acoustic study ensured that high standards of internal comfort can be achieved. This is critical for a school building and was obtained with the use of soundproof materials and thanks to the existing thick structure of the building itself. The study of services is of key importance to ensure the building meets the standard of near-zero energy and is able to withstand future sustainability challenges with a realistic technological approach. This includes the use of local natural resources, such as solid biomass, and renewable energy sources like solar and PV panels.

“Tutte queste costruzioni devono avere requisiti di solidità, utilità e bellezza. Avranno solidità quando le fondamenta, costruite con materiali scelti con cura e senza avarizia, poggeranno profondamente e saldamente sul terreno sottostante; utilità, quando la distribuzione dello spazio interno di ciascun edificio di qualsiasi genere sarà corretta e pratica all’uso; bellezza, infine quando l’aspetto dell’opera sarà piacevole per l’armoniosa proporzione delle parti che si ottiene con l’avveduto calcolo delle simmetrie.” Marco Vitruvio Pollione, De architectura, XV secolo a.C. Il polo di formazione professionale PFP Valtellina è lo specchio dell’attuale condizione delle strutture scolastiche pubbliche in Italia: è frutto della giustapposizione di una serie di volumi costruiti in epoche differenti senza una mirata pianificazione, generando la sovversione della triade vitruviana: firmitas (solidità), utilitas (funzione) e venustas (bellezza) risultano inefficaci. Si tratta di uno dei principali istituti della provincia di Sondrio, eroga percorsi di formazione nei settori alberghiero e della ristorazione, del benessere, dell’edilizia e del tessile e negli ultimi due anni ha registrato un sempre crescente aumento del numero delle iscrizioni. Di fronte a previsioni di crescita sempre maggiori, si sono resi indispensabili l’adeguamento e la riqualificazione architettonica ed energetica della struttura esistente. L’elaborato di tesi si articola in tre fasi: La prima fase è dedicata allo studio del territorio sondriese con un’attenzione particolare rivolta a tutti quegli ambiti che coinvolgono il bacino di utenza della scuola ed alle condizioni esterne che possono costituire preziose indicazioni per la successiva fase di progettazione: il territorio, la situazione demografica (in particolare in età scolastica), la storia, l‘architettura locale, la mobilità, gli spazi verdi, la distirbuzione degli istituti scolastici, l’ analisi climatica, i materiali tipici. In un’ottica di riqualificazione innovativa la ricerca si espande al di fuori della provincia di Sondrio completandosi con casi studio di progetti di recupero e di progetti ex-novo di edifici scolastici ad alta efficienza energetica e con dati ed indicazioni in materia di edifici a energia quasi zero. La seconda fase mira alla comprensione in toto dell’edificio che si caratterizza per la sua complessità sotto il profilo geometrico, strutturale, tecnologico. La conoscenza non si è limitata al solo involucro ma doveva rivolgeresi anche all’utenza: incontrare il corpo docenti ed assistere alle attività scolastiche svolte dagli allievi ha permesso la conoscenza del tipo di organizzazione, degli orari, delle consuetudini e delle necessità della scuola. La fase successiva inizia con la sistematizzazione della serie di informazioni conseguite al fine di creare una base solida e consapevole per la definizione delle strategie progettuali , che saranno orientate verso la valorizzazione delle potenzialità riscontrate ed l’ottimizzazione mirata delle attuali carenze. Si esplica il percorso progettuale effettuato per l’evoluzione dallo stato di fatto dell’edificio esistente allo stato di progetto evidenziando gli interventi di demolizione e ricostruzione, in linea con il concept architettonico. Si esegue la presentazione del progetto architettonico e le realtive verifiche normative. Seguono cinque ulteriori sviluppi della parte: progetto tecnologico, progetto strutturale, studio illuminotecnico , studio dell’acustica, progetto impiantistico. Il progetto tecnologico presenta una prima parte in cui sono spiegate le strategie messe in campo ai fini del risparmio energetico ed in accordo con il concept tecnologico: un involucro performante con facciate e coperture ventilate e materiali selezionati con il criterio di sostenibilità ambientale. Seguono abachi con verifiche prestazionali dei pacchetti, sezioni e dettagli tecnologici delle parti più significative del progetto in cui sono evidenziati i sistemi di fissaggio ed il disegno dei nodi tecnologici. Il progetto strutturale si focalizza sulla costruzione del nuovo livello destinato a laboratori ed uffici, proponendo una struttura leggera che combina pannelli in XLAM, travi in legno lamellare, pilastri non convenzionali in acciaio brunito. Lo studio illuminotecnico ha permesso di definire le strategie per la migliore condizione di comfort visivo all’interno delle aule e degli spazi comuni decidendo l’adozione di sistemi come il light shelf, schermature esterne come pannelli in lamiera stirata e mensole frangisole o semplicemente agendo sull’imbotte delle aperture che ospitano le superfici finestrate. La valutazione dell’acustica permette di sottolineare l’importanza di un alto comfort interno, fondamentale in un edificio con destinazione d’uso scolastica, ottenuto grazie all’utilizzo di materiali fonoisolanti e alla struttura massiccia del corpo di fabbrica esistente. Lo studio impiantistico assume un’importanza fondamentale per garantire che l’edificio possa fregiarsi del titolo di “edificio a energia quasi zero” e che possa confrontarsi con le future sfide di sostenibilità ambientale tramite un approccio tecnologico realistico che sfrutta le risorse del territorio come le biomasse solide e fonti energetiche rinnovabili come solare termico e fotovoltaico.