Come Umwelt und Geomatik può costruire in modo più ecologico
Il 2 giugno 2015, la Casa delle Risorse Naturali (HoNR) ha aperto le sue porte nel 中国足球彩票 H?nggerberg dell'ETH. Con l'edificio appena inaugurato, che funge da laboratorio di ricerca, abbiamo posto una pietra miliare nel campo dell'Umwelt und Geomatik.
La sostenibilità è un tema importante, soprattutto nel settore delle costruzioni. Dopo tutto, gli edifici e i sistemi infrastrutturali rappresentano circa il 30-40% del consumo globale di risorse e il 40% del consumo globale di energia [1]. A causa della sua enorme impronta ecologica, l'industria è quindi sotto pressione per cercare alternative al fine di diventare più rispettosa dell'ambiente e quindi più sostenibile.
Le innovazioni sono necessarie
Quando si tratta di integrare le esternalità sociali e ambientali nella propria attività economica, l'industria delle costruzioni ha già compiuto notevoli progressi. I costi di costruzione di edifici ad alta efficienza energetica sono ora simili a quelli degli edifici convenzionali. In termini di utilizzo, tuttavia, gli edifici ad alta efficienza energetica sono significativamente più economici. Tuttavia, sebbene l'industria abbia già compiuto numerosi sforzi, le sue prestazioni ambientali non sono ancora soddisfacenti. Ciò spinge a chiedere ancora più ricerca e innovazione in questo settore.
In questo contesto, la cattedra di Costruzioni in legno dell'Istituto di analisi e costruzione del Dipartimento di ingegneria civile, ambientale e geomatica (D-BAUG), in collaborazione con la cattedra di Architettura e sistemi costruttivi del Dipartimento di architettura (D-ARCH) del 中国足球彩票 H?nggerberg di Zurigo, ha costruito la Casa delle risorse naturali (HoNR). Per creare un concetto globale di sostenibilità, abbiamo utilizzato elementi innovativi in legno-calcestruzzo e una nuova tecnologia per le facciate dell'edificio. Abbiamo anche installato dei sensori per monitorare il comportamento dell'edificio.
Legno duro al posto dell'acciaio
Nel 2014, Tai Ly della cattedra di Umwelt und Geomatik dell'ETH di Zurigo ha analizzato la valutazione del ciclo di vita delle costruzioni in legno-calcestruzzo nell'HoNR in una tesi di master. La tesi ha analizzato principalmente gli elementi compositi in legno-calcestruzzo realizzati con pannelli impiallacciati in legno di faggio, che servono sia come elementi di cassaforma che come armatura. Tuttavia, l'acciaio di rinforzo è ancora utilizzato per aumentare la resistenza al fuoco. I risultati di ricerca mostrano che la costruzione in legno-calcestruzzo della HoNR emette il dieci per cento in meno di CO2-emissioni rispetto al cemento armato convenzionale. Sebbene i risparmi in questo prototipo non siano ancora troppo elevati, il potenziale di miglioramento è promettente. La nuova tecnologia potrebbe consentire di ridurre ulteriormente la quantità di acciaio necessaria per il cemento armato. Ciò ridurrebbe significativamente l'onere sull'ambiente, poiché l'acciaio è attualmente responsabile del 20% delle emissioni di gas serra generate durante la produzione del soffitto ibrido [2]. Inoltre, la Svizzera dispone di abbondanti risorse di legno, mentre l'acciaio deve essere importato e quindi ha un impatto ambientale ancora maggiore a causa del trasporto necessario.
Aumentare ulteriormente la sostenibilità ambientale
Il progetto in corso "Concrete Solutions", finanziato dal FNS come contributo al Programma nazionale di ricerca "Svolta energetica" (PNR) 70, sta ora esaminando il potenziale di miglioramento delle costruzioni in legno-calcestruzzo. Vogliamo migliorare le proprietà dei pannelli di impiallacciatura in legno di faggio, in particolare per quanto riguarda la resistenza alla fiamma, al fine di rinunciare completamente all'armatura in acciaio. Vogliamo anche sviluppare un sistema di connessione senza connettori in acciaio, studiando adesivi altamente efficaci per i materiali compositi. Speriamo di fare ulteriori progressi con la tecnologia CO2-calcestruzzo a basso cemento, ora che la SIA ammette una sostituzione del cemento fino al 65% (SIA 2049). Tutti questi miglioramenti consentirebbero di realizzare un pavimento ibrido legno-calcestruzzo locale che produce il 50% in meno di gas serra rispetto alla costruzione convenzionale in cemento armato attualmente disponibile sul mercato [2].
Monitoraggio degli edifici e comfort degli utenti
Per noi, l'HoNR è un tentativo entusiasmante di promuovere ulteriormente l'Umwelt und Geomatik. Le nostre innovative strutture in legno non solo promettono un minore impatto ambientale rispetto ai sistemi convenzionali. L'HoNR è anche un laboratorio di ricerca che fornisce informazioni aggiornate sulle condizioni strutturali dell'edificio, sulla sua efficienza energetica complessiva e sul benessere dei suoi utenti. Mentre i sensori monitorano variabili misurabili come deformazioni, vibrazioni e tensioni, i ricercatori includono nei loro studi anche la percezione soggettiva degli utenti, come il comfort o le vibrazioni percepite. Si tratta di un metodo avanzato per comprendere meglio il comportamento della casa nella vita quotidiana.
Ulteriori informazioni
Per saperne di più sulla Casa delle Risorse Naturali, consultate il sito web del dipartimento di HoNR e in Comunicato stampa dell'ETH di Zurigo.
Referenze:
[1] UNEP, 2014 Greening the Building Supply Chain. Programma ambientale delle Nazioni Unite: Iniziativa edifici sostenibili e clima.
[2] Tai Ly, 2014 Life Cycle Assessment of Wood-Concrete composite floor. Tesi di Master, ETH di Zurigo.
