Shell. Strategie additive di involucro e prefabbricazione per la riqualificazione del patrimonio di edilizia residenziale pubblica

The requalification of public residential assets constitutes a significant field of research on problems and opportunities linked with improvement in performances of buildings and on the definition of evaluation methodologies of architectural and construction quality in various phases of the building process. Such interest is consequential to the collection of data on some peculiar conditions of this construction typology: - the significant impact of requalification activities on the total of buildings interventions; - the size of public residential assets (in general quantitative terms and in dimensional terms of single compartments and buildings); - the 40% of total consumption and of pollution emissions in the atmosphere due to the frequent surpassing of the minimum level of energetic efficiency, in absence of maintenance interventions. Thus, it is a complex and articulated topic in which elements of various types converge: technological and operative, architectural and urbanistic, economic and financial, social and politic. Although the numerous experiments conducted at the national and European level have permitted us to thoroughly analyze the stakes at play and develop efficient solutions for each category of involved elements, the extreme difficulty still remains with regard to contemporarily giving solutions through unitary operations to the multiple components of the single program, with reduced time and costs. This thesis is aimed at, through precise analysis of the technological-architectural options, giving solutions to highlighted problems through an integrated approach related to a case study: a residential public building, of an in line type, situated in Rozzano (Milano) in an area entirely built by IACP-ALER at the end of the 1970s and characterized by a rigid structure in prefabricated panels. The project of the intervention on the case study wants to be an exercise of evaluation and comparison between different possible answers to the above-mentioned problems, with the intent of finding the best operative solution. And it’s with these objectives that this thesis, which focuses on a building with specific and peculiar technological and architectural features, represents one of the various cases taken into consideration in a broader international research project (prin 2009): “innovative methodologies for the energetic requalification and performance recovering of the existing building assets structured in geocluster” The research of an efficient solution of an integrated character, starts, thus, from the identification of the problem to then move on to the analysis and study of the modality of the European approach to the same. Starting from, then, the full picture of the most diffused and efficient use, various approaches can be defined. It can be tried to take a step forward from the usual modus operandi through the technological (constructive elements), operative (costs and time), energetic (strategies) and economical (choosing of materials) optimization, comparing different alternatives, with a goal of selecting, through an iterative process, the solution that guarantees an adequate response to the different problems. To the problems of usability and accessibility of the interior spaces, of obsolescence and low performances of the shell, of high energetic consumptions, of system deficits and of low architectonic character, the need to minimize the inconveniences for the users, and the need to confront with the big limitations due to the prefabricated panel shell, can be linked. With these goals, and after having evaluated multiple scenarios of possible intervention from an energetic point of view, an approach of additional type emerges, with tridimensional integrations on the shell, that allows for optimal results in terms of rationalization of time and of the means of intervention, with consequent savings of an economic nature. The efficiency of the results is strictly linked to the repeatable character of the intervention strategy selected, not varying due to technology and conditions of the surroundings. These evaluations of a theoretical and simulative nature have been, thus, applied to the case study resulting in a complex engineering and architectural project, in which the process of selection has been emphasized between alternatives in a technological, architectural, spatial but also of system integration, structural and urbanistic aspects. The architectural and economic limits presented by buildings of the same rigid and “box” nature, given by the prefabricated elements, are not few. The choice of increasing the volume of the southern facade, with modular heated and windowed additions, small glasshouses and balconies, enables, on one side, to increment the interior space, to improve the usability of the ambient and adjust the dimensions of the service rooms to the laws in force without creating major inconveniences to the residents, and on the other, to optimize the wintry gains, improve the natural summer ventilation and, consequently, to reduce the thermic need and resolve the numerous problems of degradation and performance of the shell. Furthermore, the strategy of creating a new residential plan in roofing, in place of the current obsolete garret, with closings in structural sandwich panels, enables sure advantages from various points of view: speed of assembly and transport, availability of a new covering with integrated solar absorption systems, availability of good quality accommodations to sell in order to meet the financial needs raised from the costs of the intervention on the building and to increase the social mix in areas and cities that won’t have to be isolated peripheral areas anymore. The focus, thus, is on the study of the important interface between new additions and the existent, thinking about the choices in relation to the resolution of the structural and technological nodes and the evaluation of the materials with the best compromise between performances and environmental impact. With regard to the structural project, using the same non-invasive and external approach, a solution has been studied that, through few new structural elements, contemporarily enables the seismic adaptation of the building and the support of the new portions of the shell. Then, the problems relative to the integration/substitution of the existing thermal systems have been examined in depth, considering the fiscal advantages of the new D.L. 63/2013 and the needs of the residents have merged with economic criteria and their freedom of choice. Not of lesser importance are the urbanistic aspects and the social character of the case study. The requalification of the external space and the creation of an internal room for recreation and aggregation have, in fact, the goal to facilitate the social participation, life outside the users’ accommodations, especially for the elderly, scared and segregated in the only sure thing they have: a house. It’s all about, in synthesis, having thought of a residential project as a location to experiment with shapes and solutions, innovating technologies and materials, with the objective of giving to social living a new connotation based on the well-being of its users.

La riqualificazione del patrimonio di edilizia residenziale pubblica costituisce un campo di indagine significativo sulle problematiche e le opportunità di un miglioramento prestazionale del costruito e sulla definizione di metodologie di valutazione della qualità edilizia e architettonica nelle differenti fasi del processo edilizio. Tale interesse consegue dalla rilevazione di alcune condizioni peculiari di questa tipologia edilizia: - la significativa incidenza delle attività di recupero sul totale degli interventi edilizi; - la consistenza del patrimonio di edilizia residenziale pubblica (in termini quantitativi generali e in termini dimensionali dei singoli comparti o edifici); - il frequente superamento del livello minimo di efficienza energetica, in assenza di interventi manutentivi, per cui questo patrimonio risulta responsabile del 40% dei consumi totali e delle emissioni inquinanti in atmosfera. Si tratta dunque di un tema complesso e articolato nel quale convergono elementi di natura tecnologica e operativa, architettonica e urbanistica, economica e finanziaria, nonché sociale e politica. Se le numerose esperienze condotte in ambito nazionale ed europeo hanno permesso di analizzare approfonditamente le problematiche in gioco e mettere a punto efficaci soluzioni per ciascuna categoria di elementi coinvolti, resta l’estrema difficoltà del dare risposta alle molteplici componenti del singolo programma contemporaneamente e mediante interventi unitari, a costi e tempi ridotti. Nel presente lavoro di tesi ci si propone, mediante una approfondita analisi delle opzioni tecnologico-architettoniche, di risolvere le problematiche evidenziate attraverso un approccio integrato relativo ad un un caso di studio. Si tratta di un edificio residenziale pubblico, di tipologia in linea, sito in Rozzano (Milano) nel quartiere interamente edificato dall’IACP-ALER sul finire degli anni Sessanta e caratterizzato da una rigida struttura in pannellature prefabbricate. Il progetto di intervento sul caso studio vuole essere un esercizio di valutazione e confronto tra le differenti possibilità di risposta ai problemi sopra citati, al fine di individuare la soluzione operativa migliore. Ed è con questi obiettivi che il lavoro di tesi, su un edificio dalle specifiche e peculiari caratteristiche tecnologiche e architettoniche, rappresenta uno dei diversi casi valutati all’interno di un più ampio progetto di ricerca internazionale (prin 2009): “Metodologie innovative per la riqualificazione energetica e il recupero prestazionale del patrimonio edilizio esistente strutturato in geocluster”. La ricerca di una soluzione efficace e dal carattere integrato inizia, quindi, dall’identificazione del problema per poi passare all’analisi e studio delle modalità di approccio europeo allo stesso. A partire, poi, dal quadro completo della prassi più diffusa ed efficace, si definiscono diversi scenari di intervento. Si cerca quindi di fare un passo avanti rispetto al modus operandi comune mediante l'ottimizzazione tecnologica (elementi costruttivi) , operativa (costi e tempi), energetica (strategie) ed economica (scelta di materiali), confrontando diverse alternative, al fine di individuare, attraverso un processo iterativo, la soluzione che garantisca una risposta integrata alle diverse problematiche. Ai problemi di fruibilità e accessibilità degli spazi interni, di obsolescenza e basse prestazioni dell’involucro, di alti consumi energetici, di deficit impiantistici e di scarso carattere architettonico, si cerca di affiancare la necessità di minimizzare i disagi per gli utenti e ci si deve confrontare con le forti limitazioni dovute ad un involucro a pannellature prefabbricate. Con queste finalità, e dopo aver valutato i molteplici scenari di intervento possibili dal punto di vista energetico, emerge che un approccio di tipo additivo, con integrazioni tridimensionali sull’involucro, consente risultati ottimali in termini di razionalizzazione dei tempi e dei modi di intervento, con conseguenti risparmi di natura economica. L’efficacia dei risultati è strettamente connessa al carattere ripetibile della strategia di intervento individuata, al variare della tecnologia e delle condizioni al contorno. Queste valutazioni di natura teorica e simulativa sono state, quindi, applicate al caso studio concretizzandosi in un progetto complesso di ingegneria e architettura, in cui si è cercato di enfatizzare il processo di scelta tra le alternative sotto gli aspetti tecnologici, architettonici, spaziali ma anche di integrazione impiantistica, strutturale e urbanistica. Sono non pochi i limiti architettonici ed economici presentati da edifici dalla natura rigida e scatolare, conferita dagli elementi prefabbricati. La scelta di incrementare il volume sulla facciata sud, con addizioni modulari riscaldate e vetrate, piccole serre e logge, consente, da una parte, di incrementare lo spazio interno, migliorare la fruibilità degli ambienti e adeguare le dimensioni dei locali di servizio alla normativa vigente senza creare forti disagi agli inquilini e, dall’altra, di ottimizzare i guadagni invernali, migliorare la ventilazione naturale estiva e, di conseguenza, ridurre il fabbisogno termico e risolvere i numerosi problemi, di degrado e prestazionali, dell’involucro. Inoltre, la strategia di creare un nuovo piano residenziale in copertura, al posto dell’attuale obsoleto sottotetto, con chiusure in pannellature sandwich strutturali, consente indubbi vantaggi da diversi punti di vista: velocità di montaggio e trasporto, disponibilità di una nuova copertura in cui integrare sistemi di captazione solare, disponibilità di alloggi di buona qualità da vendere per ricavare fondi necessari a sopperire alle spese dell’intervento sull’edificio e per incrementare il mix sociale in quartieri e città che non devono più essere realtà periferiche isolate. Ci si è focalizzati, quindi, sullo studio dell’importante interfaccia tra nuove addizioni ed esistente, ponderando le scelte in rapporto alla risoluzione dei nodi strutturali e tecnologici e della valutazione dei materiali con il miglior compromesso tra prestazioni e impatto ambientale. Per quanto riguarda il progetto strutturale, utilizzando il medesimo approccio non invasivo e “dall’esterno”, si è studiata una soluzione che, mediante pochi nuovi elementi strutturali, consentisse contemporaneamente l’adeguamento sismico dell’edificio e il sostegno delle nuove porzioni dell’involucro. Si sono poi approfondite le problematiche relative all’integrazione/sostituzione degli impianti termici esistenti considerando i vantaggi fiscali del nuovo DL 63/2013, e si sono incrociati i bisogni degli inquilini con criteri di economicità e di libertà di scelta dell’utente. Non di minore importanza sono gli aspetti urbanistici e il carattere sociale del caso studio. La riqualificazione dello spazio esterno e la creazione di un locale interno per lo svago e l’aggregazione hanno, infatti, la finalità di favorire lo scambio, la partecipazione, la vita all’esterno degli alloggi per utenti, soprattutto anziani, impauriti e segregati nell’unica sicurezza che hanno: una casa. Si tratta, in sintesi, di aver ripensato al progetto residenziale come luogo per sperimentare forme e soluzioni, innovando tecnologie e materiali, con l’obiettivo di conferire all’abitare sociale una nuova connotazione fondata sul benessere dei suoi utenti.