Green Knot. Edificio scolastico ZeroNet a Long Beach California : applicazione ed insegnamento di strategie passive e tecnologie innovative

This thesis illustrates the design of a workforce training center in the coastal southern California city of Long Beach, in the Los Angeles County. The theme of the project took start from the willing to validate the use of lightweight innovative building technologies and the application of passive strategies in order to reduce energy consumption in hot climates. This choice took shape partecipating to the " Leading Edge Competition" whose aim was to desing a ZeroNet Energy building. The function of the building was to be a workforce training center specialized in the sustainable building industry. The design thus tried to achieve both these aims, the performance one and the functional one, making the building a teaching tool and at the same time a place of direct experience of the science of sustainable buildings. This aim was pursued on a larger scale by the strongly characterized architectural language and the active social role of the building in the city life, in order to influence and inspire all the building stakeholders. To have a positive influence on the actual users the building was designed, with dynamic energetic models through the use of the software TRNSYS, to be as much sustainable and comfortable as possible. These models allowed the designers to apply some adjustments concerning ventilation, equipments and technological choices and to validate the design criteria applied in the concourse phase about the orientation and the morphology of the building. Deeper studies on natural lighting and ventilation were carried out about the last floor classes, allowing the application of the adaptive comfort standards for naturally ventilated buildings. The localization of the project in Long Beach also put great importance to the structural issue, being the Long Beach Area characterized by a great seismic hazard. The structure was hence designed according to the local Laws, applying both the static linear and the dynamical modal approach. As a conclusion and to verify the holistic approach to sustainable constructions the design was informally evaluated according to the internationally recognized green building certification system LEED®.

La tesi verte sulla progettazione di un edificio scolastico in California nella città di Long Beach, centro situato sulla costa pacifica, facente parte della contea di Los Angeles. Il tema di progetto nasce dalla volontà di studiare l'utilizzo di soluzioni tecnologiche innovative leggere e le strategie passive che permettano di limitare al minimo il fabbisogno energetico in climi caldi. La possibilità di tali approfondimenti si è concretizzata con la scelta di partecipare al concorso" Leading Edge Competition", il cui bando riguardava proprio la progettazione di un edificio a zero consumo energetico. La funzione prevista per l'edificio era quella di formazione e specializzazione con indirizzo professionalizzante nel campo dell'edilizia sostenibile. Nel progetto si è dunque cercato di coniugare questi due aspetti, quello funzionale e quello di performance, rendendo l'edificio allo stesso tempo luogo di apprendimento e di esperienza diretta della sostenibilità ambientale degli edifici. Questa vocazione è stata perseguita a scala globale mediante un linguaggio architettonico fortemente caratterizzato e dal ruolo civico attivo dell’edificio, al fine di influenzare ed ispirare tutti gli stakeholders del progetto. Per quanto riguarda l'utenza diretta si è cercato invece di progettare un edificio il più confortevole e performante possibile attraverso la modellazione in regime dinamico del comportamento energetico dello stesso attraverso il software Trnsys . Questo, rispetto alla prima fase di concorso, ha permesso di effettuare alcuni aggiustamenti riguardanti i parametri di ventilazione, le scelte impiantistiche e tecnologiche dei pacchetti di chiusura ed il controllo e la validazione delle scelte progettuali effettuate, quelle morfologiche e di orientamento. Ulteriori studi sull'illuminazione e la ventilazione naturali sono stati svolti per le classi situate all’ultimo piano, rendendo possibile l’applicazione degli standard di comfort adattivo per gli edifici ventilati naturalmente. La localizzazione del progetto a Long Beach ha poi posto in primo piano il problema strutturale, poiché la zona è a forte rischio sismico e presenta un'entità di possibili eventi sismici molto elevata. E' stata dunque verificata la struttura al sisma utilizzando le normative cogenti Statunitensi, utilizzando sia l'approccio statico lineare che quello dinamico modale. Come conclusione e per verificare l'effettivo approccio olistico alla progettazione sostenibile il progetto è stato valutato informalmente mediante i criteri del sistema statunitense di classificazione dell'efficienza energetica e dell'impronta ecologica degli edifici LEED®.