Nymphaea. Rigenerazione climate-neutral dell'area ex-industriale delle Fornaci di Caldè

The construction sector is a major contributor to CO₂ emissions into the atmosphere. The carbon budget available is practically zero and the need to implement climate-neutral environmental policies is strong, in line with the objectives of the Paris Agreements. Innovative bio-based materials, made from renewable resources with limited energy consumption, can act as a carbon sink. The thesis focuses on the study of a new insulation material based on mycelium and hemp, produced and characterized through an experimental campaign carried out in collaboration with the SaperLab of the Politecnico di Milano and the Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions of the Institut des Sciences Appliquées of Toulouse (FR). The use of biogenic materials requires guarantees not only in terms of hygrothermal properties, measured in the mentioned laboratories, but also in terms of durability, analyzed instead with dynamic simulations using the software Delphin. The results achieved show the good hygrothermal performance of this component, comparable to other materials of natural origin available on the market; from the point of view of durability, there are no problems of decay over a period of 20 years with the appropriate protections. In order to achieve climate-neutrality, a multi-objective evaluation was carried out through a parametric model that includes the LCA environmental assessment method. Computational tools allow environmental performance to become part of the architectural idea to better simulate reality and to measure material impacts and energy aspects. During an exchange at the New York Institute of Technology (U.S.A.) a code was written in the Grasshopper environment for Rhinoceros. With the use of different plug-ins it has been possible to integrate the calculation of the operational and embodied energy in the parametric model, making an evolutionary analysis with Galapagos to minimize emissions. In this way, a carbon-neutral project was obtained, evaluating the best technical-architectural alternative for the case study. Proceeding in this way, the work has analyzed the application of bio-based materials in the climate-neutral regeneration of the former industrial area of the Fornaci di Caldè on Lago Maggiore (IT), through the design of a holistic center and receptive widespread immersed in nature. So Nymphaea was born: a project that, like the plant, regenerates the surrounded by in which it is inserted.

Il settore delle costruzioni è uno dei principali responsabili delle emissioni di CO₂ nell’atmosfera. Il carbon budget disponibile è praticamente nullo e la necessità di attuare politiche ambientali climate-neutral è forte, in linea con gli obiettivi degli Accordi di Parigi. I materiali innovativi bio-based, realizzati a partire da risorse rinnovabili con un consumo energetico limitato, possono agire come pozzo di assorbimento del carbonio. L’elaborato di tesi è focalizzato sullo studio di un nuovo materiale isolante a base di micelio e canapa, prodotto e caratterizzato attraverso una campagna sperimentale svolta in collaborazione con il SaperLab del Politecnico di Milano e il Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions dell’Institut des Sciences Appliquées di Tolosa (FR). L’utilizzo di materiali biogenici richiede garanzie non solo dal punto di vista delle proprietà igrotermiche, misurate nei laboratori citati, ma anche in termini di durabilità, analizzata invece con simulazioni dinamiche tramite il software Delphin. I risultati raggiunti mostrano le buone prestazioni igrotermiche di questo componente, paragonabili ad altri materiali di origine naturale disponibili sul mercato; dal punto di vista della durabilità non si riscontrano problemi di degrado in un periodo di 20 anni con le adeguate protezioni. Per raggiungere la climate-neutrality è stata effettuata una valutazione multiobiettivo attraverso un modello parametrico che include il metodo di valutazione ambientale LCA. Gli strumenti computazionali consentono alle prestazioni ambientali di diventare parte dell’idea architettonica per simulare al meglio la realtà e misurare gli impatti dei materiali e gli aspetti energetici. Durante uno scambio presso il New York Institute of Technology (U.S.A.) è stato scritto un codice nell’ambiente Grasshopper per Rhinoceros. Con l’utilizzo di diversi plug-in è stato possibile integrare il calcolo dell’energia operativa e di quella incorporata nel modello parametrico, effettuando un’analisi evolutiva con Galapagos per minimizzare le emissioni. Si è così ottenuto un progetto che non impatta a livello di carbonio, valutando la miglior alternativa tecnico-architettonica per il caso studio. Procedendo in questo modo, il lavoro ha analizzato l’applicazione di materiali bio-based nella rigenerazione climate-neutral dell’area ex-industriale delle Fornaci di Caldè sul Lago Maggiore (VA), attraverso l’ideazione di un centro olistico e ricettivo diffuso immerso nella natura. Così nasce Nymphaea: un progetto che, come la pianta, rigenera l’ambiente in cui si inserisce.