Da sempre, la forma della scuola ha costituito lo specchio delle condizioni socio-economiche della collettività. Ripercorrendo l’evoluzione tipologica e formale degli edifici a uso scolastico si ripercorre anche l’evoluzione dei principi educativi e dell’approccio culturale e ideologico che la determina.
Tale identità si rafforza con l’introduzione della scuola dell’obbligo [1], avviata in Germania prima che in ogni altro Stato europeo (1919). È in questa sede che si stabiliscono le prime linee guida per la progettazione degli edifici per la formazione.
La realizzazione di edifici scolastici trae un importante impulso dalla Rivoluzione Industriale, interrotto dalla Prima Guerra Mondiale, a seguito della quale purtroppo la ricerca sull’edilizia scolastica non trova rilancio.
Sarà l’imporsi dei regimi totalitari che trasformerà la scuola in luogo di indottrinamento ideologico, sollecitando la progettazione architettonica in tale direzione.
Con il secondo dopoguerra, e il rifiuto per i totalitarismi dei decenni precedenti, riprende il dibattito europeo sull’edilizia scolastica, incardinata sull’aula all’aperto quale principale reazione alle imposizioni di regime. È in questo contesto che si inizia a prediligere l’illuminazione naturale e a studiare la flessibilità negli arredi.
Negli anni Sessanta, il definitivo affermarsi dei principi di democrazia consente l’apertura alla sperimentazione di modelli alternativi a quello gerarchizzato rappresentato dalla tipologia «a corridoio»: l’impianto si apre a delle varianti sincroniche che prevedono uno sviluppo orizzontale attorno a spazi collettivi, soprattutto a seguito dell’importante riferimento progettuale, sebbene non realizzato, rappresentato dalla scuola di Hans Scharoun a Darmstadt (1951).
Nel decennio successivo, periodo nel quale la costruzione di nuovi edifici scolastici e favorita dall’introduzione della scuola media unica, in Italia entra in vigore il dm 21/03/1970 «Norme tecniche relative all’edilizia scolastica», dal forte carattere prescrittivo e non prestazionale, sugli standard dimensionali e sull’organizzazione degli ambienti.
Tale norma, insieme all’impiego della prefabbricazione pesante al solo scopo di ridurre i costi in un periodo di grave crisi, favorisce il proliferare di un’edilizia scolastica di bassa qualità che ancora oggi costituisce la gran parte del patrimonio italiano.
In Europa, all’edilizia scolastica era riservata tutt’altra attenzione. Herman Hertzberger, sulla scia di Scharoun quale precursore dell’identità tra organizzazione dell’edificio scolastico e organizzazione della citta, struttura i propri progetti secondo schemi innovativi [2].
L’impianto generale, rappresentato dalla Scuola Montessori a Delft (1960-1981) prevede alcune cellule tipo, comprendenti una o due aule dotate di servizi, distribuzione e spazi minori polifunzionali, che si aggregano attorno a uno spazio interno comune, che può assumere la forma della piazza o della strada, generando un micro ambiente urbano.
Il risparmio energetico nella progettazione di edifici scolastici
Mentre in Germania, negli anni Ottanta le esperienze progettuali più importanti sono quelle legate alla rinascita di Berlino, in Italia, a seguito delle prime leggi sul risparmio energetico degli edifici (Legge 373/76, Legge 10/91), alcuni progettisti iniziano a sensibilizzare la propria attività rispetto alle tematiche legate all’efficienza energetica.
L’impalcato normativo tuttavia si basava su un approccio tutt’altro che integrato e attento all’ involucro e all’impianto, ma era teso in prevalenza all’efficienza dei sistemi attivi per la termoregolazione degli edifici, con numerosi limiti, nel caso di edifici scolastici, relativi alla gestione sostenibile del costruito nel tempo. Al centro dell’Europa succede esattamente l’opposto: il protocollo Passivhaus (1988), nato da una ricerca finanziata dall’Assia, mira alla progettazione di edifici che coprano il fabbisogno termico ricorrendo il più possibili a sistemi passivi [3].
Durante gli anni Novanta si moltiplicano le esperienze: Darmstadt, Friburgo, Stoccarda, per poi superare i confini tedeschi e diffondersi in tutti i Paesi dell’area mitteleuropea. Oggi, i criteri dello standard Passivhaus, svi luppati dal gruppo di ricerca Arbeitskreis kostengünstigen Passivhäusern, sono estesi anche alle scuole e fanno attenzione al controllo del comfort termico, alla riduzione del fabbisogno termico, alla qualità dell’aria indoor.
Allo scopo di conferire all’edificio scolastico i requisiti primari elencati, il protocollo Passivhaus per le scuole determina una serie di specifiche di prestazione, relative alla trasmittanza termica delle superfici vetrate e dell’involucro, al fabbisogno annuale di energia primaria soddisfatto tramite fonti non rinnovabili, alla temperatura media operante durante le attività e alla capacità termica specifica dei componenti di involucro [4].
La lernhaus performante secondo Wulf Architekten
Nelle città tedesche in rapida espansione, come Monaco o Friburgo, nei prossimi anni vi sarà la necessità di costruire molti edifici scolastici.
Questi dovranno tener conto delle sempre più stringenti normative europee sull’efficienza energetica. Pertanto la città di Monaco si sta dotando di nuovi strumenti per accelerarne la realizzazione, facendo ricorso alla modularità e alla prefabbricazione, come è evidente dagli esiti progettuali degli ultimi concorsi sul tema.
Tobias Wulf, fondatore dello studio Wulf Architekten, progettista della Scuola di Weiterstadt, afferma che in un primo momento era fortemente critico nei confronti di questo approccio poiché le scuole erano realizzate alla stessa maniera 40 anni fa e il risultato era stato «una serie di edifici senza anima, privi di flessibilità e di fascino» [5].
Dalla sua fondazione, Wulf Architekten ha partecipato a più di 400 concorsi
aggiudicandosene 51, grazie a un approccio che tiene in forte considerazione il rapporto con il paesaggio circostante e la percezione dello spazio.
L’univocità e la complessità di ciascun progetto hanno portato Wulf Architekten alla ricerca di un processo edilizio, definito multivalente, teso verso l’equilibro dinamico tra le esigenze ambientali, i vincoli finanziari, la realizzabilità dell’opera e la sua dimensione umana.
Tutto questo si è scontrato con l’orientamento generale dei Comuni nell’ambito della realizzazione di edifici scolastici. Lo Studio ha deciso quindi di trasformare i vincoli in una sfida da vincere: «Progettare edifici scolastici non è mai stato troppo complicato per le archistar, a meno che queste non avessero davvero a cuore la pedagogia, come Richard Neutra o Hans Scharoun» [5].
Riadattando i principi elaborati dai maestri alle rinnovate esigenze di risparmio energetico, Wulf Architekten ha operato scardinando la mera corrispondenza tra sostenibilità e compattezza dell’involucro, minimizzazione delle aperture e inspessimento degli strati di isolante, cercando di arrivare alle specifiche imposte dal protocollo Passivhaus senza trascurare le vie dell’architettura ambendo a realizzare un edificio dalla elevata qualità tecnologica e formale.
L’esperienza della Hassenwaldschule
Situata nel villaggio di Gräfenhausen, vicino Weiterstadt, l’istituto scolastico comprensivo di Hassenwald è in grado di ospitare 700 studenti all’interno di tre padiglioni gravitanti attorno ad una grande piazza (fig.1).
Tale scelta tipologica è stata dettata dalla ricerca dell’identità e dell’autonomia gestionale, poiché a ciascun padiglione corrisponde una sezione scolastica. Il rivestimento in laterizio contribuisce a rafforzare il valore semantico dell’opera.
La disposizione ai piani bassi delle aule polifunzionali e degli spazi dedicati ai servizi amministrativi e per gli studenti (uffici, caffetteria, cucine) mette in relazione gli stessi con l’ingresso trasformandoli in filtro di mediazione con l’ampia agorà circoscritta. Su quest’ultima si affacciano anche le aree comuni, come l’auditorium e le sale ricreative e dedicate alla musica.
Tali funzioni sono apribili alla città e trasformano la scuola in uno spazio pubblico cittadino. L’ampia hall di ingresso è uno spazio coperto che collega i tre padiglioni; Illuminata mediante luce artificiale e naturale mai diretta, permette la connessione visiva con la radura che caratterizza l’intorno, costituendone prolungamento interno: perfino i brise-soleil traforati filtrano la luce riproducendo l’effetto delle foglie degli alberi.
L’integrazione con il paesaggio è sottolineata dalle forme pure dei padiglioni, il cui involucro, in mattoni di laterizio scialbati, presenta pochissime aperture, di grandi dimensioni, enfatizzate dall’abbassamento dei davanzali quasi all’altezza dei pavimenti.
L’operazione di scialbatura è una precisa scelta del progettista che decide per l’impiego di questa tecnica tradizionale contemperando l’esigenza di lasciare il mattone di laterizio a faccia a vista, senza lo strato di intonaco, con la necessità di garantire l’equilibrio termoigrometrico.
Infatti, la scialbatura effettuata con grassello di calce pigmentato di colore grigio, non assume solo una valenza formale, ma consente una buona resistenza agli agenti atmosferici, garantendo la migliore traspirabilità del laterizio. In un contesto molto piovoso, tale accorgimento e essenziale poiché consente al mattone di asciugare più rapidamente, grazie anche agli olii vegetali che si additivano ai più comuni prodotti per scialbatura oltre agli idrofobizzanti naturali.
Il progetto del paesaggio e degli spazi aperti e la seconda chiave di lettura oltre quella del risparmio energetico. Se l’agorà può essere interpretata come lo spazio delle relazioni tra gli studenti, gli ambiti di mediazione tra il complesso scolastico e il bosco vengono interpretati come delle aule all’aperto (fig.2), che possono assumere molteplici funzioni: laboratori giardino, nursery…
Soluzioni tecnologiche per l’efficienza energetica
Sebbene il contesto climatico sia classificato come mite e umido (zona Cfb secondo la classificazione dei climi Koppen e Geiger), la temperatura scende spesso sotto lo zero tra dicembre e febbraio. Inoltre, le condizioni al contorno sono percepite come piu rigide a causa di una piovosità significativa durante tutto l’anno (circa 600 mm di piovosità media) e una umidità media piuttosto elevata pari a circa il 77% [6].
Pertanto la progettazione si e incardinata
nelle «linee guida per la costruzione sostenibile» emanate dal Distretto di Darmstadt-Dieburg, che a loro volta si basano sui principi di minima dispersione del calore e risparmio energetico espressi nel protocollo Passivhaus.
Tale attenzione ha condotto alla vittoria del Premio Fritz Hoger 2017 nella sezione Energia. In fase di progettazione, la verifica della rispondenza ai requisiti e stata effettuata mediante la software suite PHPP 2007 (Passive House Planning Package) che consente di preparare previsioni di calcolo affidabili in maniera estremamente accurata. In particolare, l’edificio scolastico ha dovuto garantire le seguenti prestazioni:
- fabbisogno annuo di energia per il riscaldamento: ≤15 kWh/mq;
- valore di picco del fabbisogno di energia per il riscaldamento: ≤10 W/mq;
- ermeticità dell’involucro: ≤ 0,4 h-1 ricambi d’aria l’ora;
- fabbisogno annuo di energia per il raffrescamento: ≤15 kWh/mq;
- fabbisogno complessivo di energia primaria annua (riscaldamento, raffrescamento, acqua calda e elettricita per le attrezzature): ≤120 kWh/mq;
- comfort termico garantito da una frequenza di temperatura: >25°C per non più del 10% delle ore di riscaldamento.
Per rispettare anche gli aspetti funzionali, tecnici ed economici, ciascuna deroga a tali parametri e stata concordata con il committente. Per ferrea volontà dei progettisti, forma ed energia avrebbero dovuto risolvere insieme una architettura di qualità, pertanto il progetto nei suoi esiti tecnologici e in particolare nei termini delle prestazioni energetiche, dovrebbe essere letto senza tralasciare i contribuiti che consapevolmente la forma e la distribuzione architettonica, oltre che la tecnologia dell’involucro edilizio, restituiscono alla qualità energetica della costruzione.
Le chiusure verticali opache, rivestite in laterizio faccia a vista, sono scialbate con un tono grigio chiaro la cui capacita di riflettanza ottimizza la condizione di illuminazione naturale diffusa in un contesto climatico caratterizzato da cielo coperto per oltre un terzo dei giorni di ogni mese dell’anno; le chiusure sono realizzate con setti in calcestruzzo armato dallo spessore variabile tra i 25 e i 40 cm e con un rivestimento in laterizio dallo spessore di 11,5 cm che contribuisce alla definizione della importante massività, formale e sostanziale, per la gestione del comfort in regime estivo.
Le chiusure verticali trasparenti sono definite da grandi serramenti in triplo vetro e telaio in alluminio con davanzali molto bassi dove il rapporto tra la superficie vetrata e il telaio del serramento e minimizzato a vantaggio della superficie trasparente, più performante sia per la bassa trasmittanza termica del vetro rispetto all’alluminio del telaio sia per la possibilità di sfruttare al massimo l’illuminazione naturale per gli ambienti interni. Nel complesso l’elevato standard energetico della scuola e garantito dalla rispondenza dell’intero edificio ai requisiti del Passive Haus Institut.
di Laura Calcagnini,
phd, Dipartimento di Architettura, Università degli Studi Roma Tre
e Antonio Magarò,
phd candidate, Dipartimento di Architettura, Università degli Studi Roma Tre
Chi ha fatto Cosa
Oggetto: Scuola ad alto risparmio energetico
Località: Weiterstadt, Germania
Committente: Landkreis Darmstadt-Dieburg
Progetto architettonico: Wulf Architeckten
Collaboratori: Alexander Vohl, Camilo Hernandez, Carina Kleinecke, Boris Peter
Progetto strutturale: Erfurth & Mathes, Beratende Ingenieure
Progetto impiantistico: e-plan Elektro-, Planungs- und Sachverständigenbüro
Progetto di paesaggio: Adler & Olesch Mainz Landschaftsarchitekten und Ingenieure
Impresa di costruzione: atp architekten ingenieure
Superficie: 9.541 mq
Costo complessivo: 25,8 milioni di euro
Fotografie: Wulf Architekten, Brigida Gonzales
Dettaglio costruttivo dell’involucro
LEGENDA
1. Paramento esterno in mattoni di laterizio, 11,5 x 5,2 x 24 cm, scialbati con grassello di calce e resina siliconica
2. Isolamento termico in polistirene estruso, sp. 20 cm, λ=0,032 W/mK
3. Ancoraggio prefabbricato a mensola, termicamente disaccoppiato, in calcestruzzo
4. Imbotte in cemento rivestito parzialmente in laterizio
5. Staffa in acciaio zincato, termicamente disaccoppiata, per il fissaggio della veneziana
6. Carter in lamiera di alluminio verniciato, sp.4 mm
7. Tenda veneziana in alluminio verniciato, movimentata elettricamente
8. Serramento in legno-alluminio. Ug < 0,7 W/ mqK
9. Doppia vetrocamera e triplo vetro 8/18/4/18/4. Uf BW < 1,0 W/mqK
10. Imbotte interno in mdf verniciato bianco, sp. 19 mm
11. Profilo a “C” in alluminio verniciato bianco, dim. 20 x 40 x 3 mm
12. Intonaco civile per interni a base di calce, verniciato bianco, sp. 2 cm
13. Lamelle metalliche sospese a soffitto, dim. 40 x 5 mm
14. Solaio in calcestruzzo armato, sp. 32 cm
15. Struttura in elevazione verticale in setti di calcestruzzo armato, sp. 25 cm
16. Doppia lastra di cartongesso, sp. 2,5 cm
17. Canale impianti elettrici, 10 x 15 cm
17a. Canale impianti elettrici, dotato di prese elettriche
18. Isolamento termico in polistirene estruso hd, sp. 5 cm, λ=0,032 W/mK
19. Strato di posa della pavimentazione in cemento, sp. 5,5 cm
20. Strato di finitura della pavimentazione in resina, sp. 1 cm
21. Sigillatura realizzata con copertina di alluminio anodizzato, sigillante elastico e guaina di tenuta all’acqua
22. Giunto sigillante elastico arretrato
23. Staffa in acciaio inox, termicamente disaccoppiata, tassellata al setto di calcestruzzo
24. Davanzale in mdf verniciato bianco, sp. 19 mm, dotato di forature Φ20 per
microventilazione, irrigidito con profilo a Ω in acciaio zincato
25. Doppia lastra in cartongesso, sp. 33 mm
RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
[1] A. Aulitano. L’edilizia scolastica. Una metodologia di verifica dei livelli di bio-ompatibilità ed ecosostenibilità, Facoltà di Architettura, Università degli Studi di Napoli Federico II, Napoli 2005.
[2] F. Selicato, F. Rotondo. Progettazione urbanistica. Teorie e tecniche, Mc-Graw Hill, Milano, 2009.
[3] Passivhaus Institut. www.passivehouse.com (ultima consultazione 24/01/2018).
[4] Passipedia, the Passivhaus resource. https://passipedia. org/planning/non-residential_passive_house_buildings/passive_house_schools (ultima consultazione
24/01/2018).
[5] T. Wulf. Heftpate Tobias Wulf, Stuttgart “Für die Bildung bauen”. Deutsche BauZeitschrift. www.dbz.de/artikel/dbz (ultima consultazione 24/01/2018).
[6] Wheather and Climate. https://weather-and-climate. com/average-monthly-Humidity-perc,weiterstadthessen-de (ultima consultazione 24/01/2018).
