PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10 S.U.N. \ Architettura C.di L. in Architettura Ingegneria corso

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corso Integrato di Tecnologie Innovative per la Costruzione

PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVIProf. Arch. Sergio Rinaldi

a.a. 2009/10

INNOVAZIONE TECNOLOGICA25/03/10

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N. Sinopoli – V. Tatano (a cura di) Sulle tracce dell’innovazione, Franco Angeli, MI 2002Cap. I (pagg. 7 – 20) Cap. 5° (pagg. 158 – 168)

Gli obiettivi di eco-innovazione per i materiali ed i prodotti da costruzione sono individuati in una prospettiva al 2030 dalle indicazioni di ricerca proposte dalla PTIC (piattaforma tecnologica italiana delle costruzioni) 1

1) Le Piattaforme Europee hanno lo scopo di indirizzare i fondi Europei per la Ricerca e lo Sviluppo verso argomenti di

interesse industriale25/03/10


Innovare significa creare ex-novo. o modificare rispetto alla consuetudine oggetti,

metodi, comportamenti.

Innovare in un determinato settore significa realizzare un oggetto (un materiale di

base, un semilavorato, un componente, un'attrezzatura, una tecnica, una

lavorazione, ma anche una procedura, un modello organizzativo, un servizio)

diverso in tutto o in parte rispetto agli oggetti di cui si ha esperienza. Una

innovazione può derivare dal caso o dalla necessità; da una situazione fortuita o,

più spesso, dalla volontà di dare soluzione ad un'esigenza o a un problema che

non si è in grado di risolvere. (N. Sinopoli 2002)

25/03/10


Es. la scoperta del vetro viene fatta risalire alla fusione e successiva

solidificazione di sabbia silicea avvenuta per caso.

Il progressivo esaurimento delle risorse forestali, anche per la crescente richiesta

di legno per le costruzioni navali, in Inghilterra favorì lo sfruttamento del carbon

fossile in luogo del tradizionale carbone di legna.

L’esigenza di migliorare la qualità del ferro che fino ai primi del ‘700 veniva

ottenuto fondendo i minerali di ferro con il carbone fossile che a causa delle sue

impurità, rendevano il metallo fragile poco utilizzabile, portò all’introduzione del

carbon Coke che, mediante un processo di "distillazione distruttiva", eliminava le

impurità del carbone fossile. Abraham Darby 1°, nel 1709 operò la prima fusione

del ferro con il carbon Coke in sostituzione del tradizionale carbone di legna

ottenendo la ghisa ed aprendo la strada alla diffusione dell’acciaio nelle

costruzioni.

25/03/10


Lo sviluppo delle energie alternative a seguito della crisi energetica e del fallimento del nucleare

L’introduzione di molte innovazioni nel processo di costruzione della cattedrale gotica secondo R. Bechmann nel suo “le radici delle cattedrali”, fu determinato, in modo notevole, nell’ area dell’Ile de France, dalla scarsità di legname di specie e qualità adatte al sostegno dei carichi in gioco,

25/03/10

Condizioni di necessità come motori di innovazione


25/03/10

L'innovazione può riguardare un prodotto o un processo: nel primo caso il

risultato dell'innovazione riguarda gli oggetti materiali, la seconda quelli

immateriali (e cioè le modalità di svolgimento di determinate operazioni e gli

aspetti organizzativi e procedurali). Talvolta alcune innovazioni si manifestano al

solo livello del prodotto, talvolta l'esistenza di un nuovo prodotto implica anche

delle trasformazioni più o meno profonde del processo nel quale il nuovo

prodotto si inserisce


25/03/10

Legno lamellare esempio di innovazione di prodotto che impone innovazione del processo di produzione


I nuovi materiali trasparenti

Il cemento armato: particolare del Brevetto Hennebique e collegamento dei ferri tra pilastro e trave

Innovazione di prodotto

25/03/10


Innovazione di processo

Procedura di produzione dei nastri di acciaio mediante colata continua

Fornaci per laterizio di tipo circolare e del tipo Hoffman a fuoco continuo

25/03/10


Innovazione di procedimento

Sistemi industrializzati per il getto del cls

Il cristal Palace di J. Paxton (1851)

25/03/10


Vetrata elettrocromica. L’elemento base è costituito da un film a cristalli liquidi incollato tra due lastre trasparenti, normalmente opaco, diventa trasparente se si attiva una piccola carica elettrica (prod. Isoclima PD)

Controllo cibernetico della schermatura solare nell’istituto del mondo arabo di J. Nouvel a Parigi

Il trasferimento tecnologico di innovazioni prodotte in settori tecnologicamente avanzati

25/03/10


Pannelli di rivestimento ed elementi architettonici in marmo ottenuti con tagliatrici a filo diamantato a controllo numerico

La destandardizzazione della produzione industriale

Alcuni paradigmi dell’innovazione tecnologica

25/03/10


Nell’auditorio e centro congressi a San Sebastian (E) di Rafael Moneo (1999) ad una struttura in c.c.a. gettato in opera si collega un doppio involucro vetrato montato a secco.

Prototipo sperimentale di modulo abitativo costituito da telaio in legno, facciate in telai metallici rivestiti di tavelloni montati a secco, solai in lamellare e scocche di g.r.c. e pareti divisorie in muratura realizzata in opera. (ricerca Centro tecnologico RDB)

L’Ibridazione di materiali e tecniche costruttive

25/03/10

Alcuni paradigmi dell’innovazione tecnologica


Criteri per un’innovazione ecoefficiente nel settore delle costruzioni

Ridurre la quantità di materia e il consumo di risorse

Chiudere il cerchio: riuso e riciclo

Conservare l’energia

Ridurre le emissioni

Limitare rumore e pericoli

25/03/10


Pannello composito con struttura a nido d’ape Alucore

Pannello con struttura alveolare “honeycomb” accoppiato a lastrasottile in pietra naturale

Trave composta con ali di spessore diverso

Ridurre il contenuto di materia in semila-vorati e prodotti impiegando sezioni cave, in luogo di quelle piene, e profili ottimizzati.

25/03/10

PROGETTAZIONE DI SISTEMI COSTRUTTIVI INNOVATIVI - Prof. Arch. Sergio Rinaldi - a.a. 2009/10

Riduzione del consumo di risorse

Consumo di materia prima: dedotto sulla base di dati reali e accertati. La quantificazione e valutazione delle risorse disponibili non rientrano in quest’ambito.Consumo di energia (energia grigia) Inquinamento dell’aria e dell’acqua : si riferisce a tutte le emissioni provocate dai processi produttivi compresi evidentemente quelli richiesti dalla produzione di energia (valutazione spesso espressa sotto forma di quantità d’aria e d’acqua critiche considerando i valori limite d’inquinamento stabiliti dalle leggi vigenti o adottando altri criteri quali la loro influenza sull’effetto serra, sul buco nell’ozono o sull’acidificazione delle acque).Inquinamento del suolo: considera tutte le sostanze non recuperabili emesse dai processi che avvengono su suoli non protetti (valutazione quantitativa non sempre possibile per mancanza di valori limite d’inquinamento).Altri aspetti: valutazione della disponibilità delle risorse, aspetti positivi della produzione combinata, ricadute sociali indotte dalla produzione, ecc


Riciclaggio di materiali e componenti: vengono trasformati dalla loro originale funzione per l’impiego in altri settori produttivi (es. frantumazione di parabrezza per la produzione di pannelli in fibra di vetro)

Riuso di materiali: reimpiego con la stessa funzione (es. reimpiego di vecchie tegole o mattoni non danneggiati da demolizione)

Recupero di componenti: porzioni riutilizzabili per ottenere prodotti uguali o paragonabili a quelli di partenza (es. parti di serramenti utilizzati per produrne di nuovi)


RECYHOUSE è un’esperienza Pilota realizzata in Belgio a Limelette dal CSTC con fondi UE nell’ambito del programma LIFE -DG Environment, utilizzando materiali riciclati provenienti da altre attività e settori industriali extra edilizi.


Pannelli FV integrati in facciate continue (Documentazione tecnica Schuco)

Conservare l’energia

25/03/10


Requisiti di biocompatibilità dei materiali :

- Assenza di emissioni nocive

- Igroscopicità e traspirabilità

- Antistaticità e ridotta conducibilità elettrica

- Buona resistenza al fuoco ed assenza di fumi tossici in caso d’incendio

- Assenza di radioattività

- Produzione non nociva per i lavoratori

- Stabilità nel tempo


9/12/08

i prodotti edilizi possono rilasciare i seguenti inquinanti:

inquinanti di natura fisica: radon e prodotti di decadimento; composti organici volatili e semivolatili, in particolare formaldeide e antiparassitari; inquinanti biologici: funghi, muffe, batteri; fibre minerali naturali e artificiali: amianto, lana di vetro, lana di roccia.

I prodotti edilizi possono peggiorare le condizioni abitative secondo tre modalità:

rilasciando direttamente sostanze inquinanti o pericolose (composti organici volatili, radon, polveri, fibre); adsorbendo e successivamente rilasciando sostanze presenti nell'aria e provenienti da altre fonti (per esempio da attività o da altre fonti); favorendo l'accumulo di sporco e la crescita di microrganismi.

Prodotti da costruzione e inquinamento interno

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