Energia eolica integrata negli edifici
Nell’evoluzione delle rinnovabili trova uno spazio sempre più ampio l’eolico, in cui la produzione di energia pulita ricavata dal vento trova declinazioni architettoniche via via più significative, anche se non ancora diffuse come il fotovoltaico o il solare termico. Sfruttando impianti principalmente di tipo minieolico o microeolico, a seconda delle dimensioni e della potenza prodotta, i primi con produzione inferiore ai 20 kW, i secondi fino a 200 kW, questi sistemi sono fortemente legati alle condizioni geografiche del contesto architettonico in cui si inseriscono, richiedendo come requisito fondamentale la presenza del vento, che dev’essere almeno di 2 m/s per gli aerogeneratori più piccoli, per una durata sufficiente nell’arco del medio periodo, sfruttando rotori ad asse orizzontale per impianti più grandi, ad asse verticale per gli impianti più piccoli (dimensione urbana).
Passando da microgeneratori eolici posizionati su tetti o giardini di abitazioni unifamiliari, alle wind farm, l’architettura contemporanea offre esempi brillanti e significativi in questo senso.
Il primo grattacielo al mondo ad integrare turbine eoliche nel proprio design è Bahrain World Trade Center (BWTC), negli Emirati Arabi. Più che un grattacielo, in verità sono due, unite dalla sostenibilità. Infatti le due torri sono collegate tra loro da tre ponti, su ognuno dei quali è installata una pala eolica. Le turbine, di 29 metri di diametro, generano un totale di 675kW e forniscono circa il 13% dell’energia totale necessaria agli edifici, cioè l’illuminazione sufficiente a 300 degli appartamenti situati all’interno delle due torri di 50 piani, alte 240 metri l’una.
Le torri del BWTC hanno una forma particolare! Come due vele spiegate al vento, fanno in modo che le correnti del Golfo Persico, attraversandole, accelerino, così da mettere in moto le pale eoliche, in grado di produrre 225kW l’una.
Progettate dallo studio di architettura Atkins ed ultimate nel 2008, le due torri del BWTC hanno vinto il “2006 LEAF Award” per il miglior uso della tecnologia all’interno di una grande struttura e “The Arab Construction World for Sustainable Design Award”.
L’eolico diventa un elemento architettonico e fulcro dell’immagine del progetto nel COR Building di Miami, dove la pala eolica diventa l’elemento caratterizzante per la composizione di facciata, formando una sorta di pelle esterna in grado di favorire l’intensificarsi delle correnti ed in grado così di convogliare l’energia eolica.
Il Cor Building, che lo stesso progettista ha definito l’edificio del futuro, sorgerà a Miami e, nei suoi 25 piani (122 metri di altezza circa), ospiterà uffici, residenze e negozi.
Il grattacielo è in grado di produrre l’energia di cui necessita per il suo funzionamento attraverso turbine eoliche, pannelli solari per la produzione di acqua calda e pannelli fotovoltaici che saranno posti nella parte più alta dell’edificio, integrati con il particolare disegno scelto per l’involucro, studiato in modo da garantire il completo isolamento termico.
Tutto ciò, insieme al ricorso a materiali riciclati (vetro riciclato per le pavimentazioni) e naturali (bambù utilizzato per i rivestimenti dei corridoi), rende il Cor Building un edificio ecosostenibile.
Il principio progettuale inverso viene invece sviluppato nei progetti dello studio degli architetti Adrian Smith e Gordon Grill, in particolare nello sviluppo del grattacielo eolico senza impatto visivo per Chicago, il Clean Technology Tower.
La novità sta nella capacità di sfruttare tutta la potenza del vento con le turbine posizionate sui quattro spigoli e sulla parte superiore dell’edificio. Allo stesso tempo il vento incanalato potrà esser sfruttato sia per la produzione di energia elettrica che per il sistema di ventilazione interno grazie alle differenti pressioni che si generano. Non potevano mancare ad un eco-edificio, uno strato di pannelli solari, ideali per completare il mix della fornitura energetica.
Un principio vicino, l’eolico “non visibile”, diviene l’elemento caratterizzante della Rotating Tower di Dubai, degli architetti Marco Sala, Fabio Bettazzi e David Fisher, la prima costruzione girevole in grado di ricavare energia dal suo stesso movimento.
Un maxi mulino a vento alto circa 250 metri in cui ogni piano ruota in maniera indipendente dagli altri producendo energia elettrica. Sembra fantascienza e invece è il progetto di David Fisher, Fabio Bettazzi e Marco Sala, architetti fiorentini che hanno partecipato, con la collaborazione dell’ingegnere Leslie Robertson, al progetto di un albergo a sei stelle che sarà realizzato a Dubai. L’energia necessaria al proprio funzionamento, il grattacielo la produrrà da sé ruotando intorno al nucleo in cemento armato. Molta altra ne produrrà grazie ai pannelli fotovoltaici collocati sulle coperture dei singoli appartamenti. Si stima che il risparmio energetico garantito da queste tecnologie che sfruttano le fonti energetiche rinnovabili, consentirà di ammortizzare i costi per la realizzazione dell’opera in un periodo di circa 55 anni.
Decisamente interessante è poi il progetto Eolica dello studio Fran Silvestre Arquitectos, come virtuosismo architettonico di integrazione di rinnovabili (termoelettrico, fotovoltaico, geotermico ed eolico). Integrazione che trova spazio anche in progetti di più ampio respiro, fino a scala urbanistica, come nella Treasure Island, piccola isola artificiale prevista nella baia di San Francisco, ad opera dello studio Skidmore Owings & Merrill PP, con strade orientate a 35° a sud-ovestper ottimizzare l’esposizione solare ed eolica, ideata per diventare un modello internazionale in termini di sostenibilità, o nel Pearl River Tower dello studio Skidmore, Owings & Merrill, il grattacielo “a vento” di Guanzhou, la nuova capitale economica cinese, prevede fori in facciata in grado di incanalare ed implementare il vento fino alle turbine, sarà inoltre dotato di pannelli solari termici, sistemi di raccolta dell’acqua piovana, dissipatori di calore. 69 piani per 303 metri d’altezza, la Pearl River Tower ha la paricolarità d’esser stata progettata seguendo diversi principi ecosostenibili. Morfologicamente sorprende per alcune fessure presenti nella facciata atte ad incanalare le correnti d’aria in apposite turbine eoliche per produrre energia pulita destinata ai sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria dell’edificio. La torre è stata costruita considerando un orientamento ottimale per catturare tutta la luce solare del giorno e, in più, è dotata di diversi pannelli fotovoltaici e di un doppio rivestimento di vetro per un isolamento termico maggiore. La ventilazione interna è naturale e segue i principi base dell’architettura bioclimatica.
L'azienda statunitense Venger Wind insieme a SWG, principale distributore americano di energia, ha da poco terminato un'imponente parco eolico, raggiungendo il record di installazione eolica integrata più grande in tutti gli States.
Non si tratta, infatti, di un tipico parco eolico isolato nel paesaggio: le pale installate da Venger Wind – 18 turbine ad asse verticale – sono state installate sulla sommità del tetto del Medical Research Foundation, centro medico di Oklahoma City. Le turbine eoliche – tutte omnidirezionali e di tipo V2 - sono state integrate nell'architettura dell'edificio e posizionate con precisione, valutando il giusto orientamento per poter catturare vento sia dal lati settentrionali, che meridionali.
A differenza della maggior parte delle turbine eoliche verticali, relativamente ridotte in dimensioni, le turbine eoliche V2 risultano particolarmente imponenti, con i loro 18,5 metri di altezza e una potenza di 4,5 kW ciascuno. Inoltre, mentre le turbine eoliche convenzionali utilizzano l'energia dalla rete per avviarsi, queste turbine verticali avviano la produzione di energia elettrica a 8.9 mph, valore ben al di sotto della velocità eolica media di Oklahoma City.
Entusiasta del progetto, Ken Morgan, Presidente del gruppo: "Si tratta di un successo per l'industria dell'eolico. La possibilità di fornire energia eolica direttamente al punto di utilizzo, all'interno di un ambiente urbano, è un cambiamento di paradigma importante rispetto al tipico scenario di impianti eolici di grandi dimensioni installati sempre più lontano rispetto ai centri abitati, che necessitano della maggior parte dell'energia prodotta”. “Questo tipo di impianto integrato su un edificio” - conclude Morgan - “dimostra che l'installazione di turbine eoliche su edifici è possibile. Ora con ingegneri e architetti siamo al lavoro per perfezionare il sistema e scoprire di più in questo campo, in cui l'industria eolica ha ancora parecchio da imparare".
