“Lilies”: abitazioni energeticamente autosufficienti a Pechino
Concorso: “Solar Building Design Competition”
Luogo: Pechino, Repubblica Popolare Cinese
Ente Banditore: International Solar Energy Society / China National Engineering Research Center for Human Settlements / Chinese Renewable Energy Society
Progetto: Bianchini & Lusiardi Associati
Anno: 2007/2008
Premi: Prize for Technical Excellence

Descrizione del progetto
“Lilies” è formato da tre blocchi abitativi indipendenti. Come il fiore da cui prende il nome, il gruppo di edifici sorge su uno specchio d’acqua e grazie alle radiazioni solari soddisfa il proprio fabbisogno energetico. L’energia elettrica necessaria è prodotta da 9 motori Stirling, un tipo di generatore che utilizza la differenza di temperatura per generare elettricità. Il sistema di riscaldamento / raffrescamento è basato su una pompa di calore che sfrutta il bacino d’acqua. Tutta l’energia è prodotta sul posto.

Vista a volo d’uccello e planimetria con lo schema dei percorsi a piano terra.

I singoli blocchi abitativi sono agganciati ad una struttura portante modulare in acciaio e si aggregano sul perimetro della pianta lasciando libero lo spazio centrale  nel quale sono state collocate le scale e le passerelle che distribuiscono agli appartamenti.
L’aggregazione di differenti tipologie di appartamenti, tutti con terrazza, permette di ottenere diverse configurazioni dei blocchi.  La superficie lorda è di 7200 metri quadrati mentre la superficie delle singole unità abitative varia da 38 a 76 metri quadrati.

A sinistra la pianta tipo di uno dei blocchi, a destra le tre tipologie di appartamento.

Sezione verticale di uno dei tre blocchi.

Le unità abitative
Ogni appartamento è basato su moduli/piastrella quadrati da 60 centimetri di lato; ognuno di questi include un cablaggio a bassa tensione con prese di corrente e di segnale e 4 led. Pertanto, ogni punto nello spazio può essere trasformato in una fonte luminosa o in un attacco per apparecchiature elettriche. I moduli quadrati che formano le pareti delle unità abitative sono ricoperti da un polimero morbido, adatto anche come piano di seduta.
Il concetto alla base di ogni unità è stato di eliminare la tradizionale suddivisione in zone funzionali pre-determinate e, se si escludono i blocchi cucina e bagno, ogni appartamento può essere configurato e adattato alle esigenze dei suoi abitanti.

Prefigurazioni delle aree soggiorno.

Materiali
La “pelle” esterna di ognuno dei tre edifici è formata da moduli quadrati in alluminio verniciato mentre il rivestimento interno è formato da moduli polimerici.
L’ isolamento termo-acustico è garantito da 180 millimetri di pannello in fibra di cellulosa posizionato fra il rivestimento esterno e il rivestimento interno. La struttura portante di ogni blocco è in acciaio al carbonio galvanizzato.

Condizioni climatiche
L’intervento è localizzato nel quartiere di Chao Yang, a Pechino. L’ altitudine è di 32 metri sul livello del mare. Le tipiche condizioni climatiche della città di Pechino sono caratterizzate da inverni freddi ed estati calde e umide.

Tecnologia
Ogni blocco di appartamenti è dotato di 8 unità Stirling-Solar prodotti da SOLO Stirling GMBH che generano fino a  8×8 KWP nelle condizioni medie di Pechino.
I motori Stirling sfruttano la differenza di temperatura tra una “camera calda” – riscaldata dalla radiazione solare per mezzo di un concentratore parabolico – ed una “camera fredda” raffreddata dall’acqua del bacino sottostante.

vantaggi:
– alta efficienza energetica in rapporto alla superficie captante (parabola)
– bassi costi di manutenzione
– resistenza alle diverse condizioni climatiche e all’inquinamento atmosferico
– silenziosità
– possibile integrazione con sistemi di produzione energetica convenzionali

Soluzioni solari passive
Inverno
Attraverso l’involucro esterno il calore del sole viene trasmesso alle abitazioni e un ulteriore contributo proviene dalla riflessione della luce solare sull’ acqua del bacino. Anche il rivestimento del cortile interno trattiene il calore che viene rimandato verso l’alto attraverso il vano aperto delle scale e del sistema distributivo.
La fonte di calore principale è fornita  da pompe di calore completamente alimentate da una serie di unità  Stirling, portando la produzione netta CO2 a zero.
Estate
L’involucro esterno – formato dalle terrazze e dai supporti in alluminio che, insieme agli elementi vegetali, crea il sistema frangisole – impedisce che nella stagione estiva l’irraggiamento surriscaldi le unità abitative.
La ventilazione naturale viene incrementata sfruttando anche l’effetto della depressione prodotta dalla forma ad ala dei concentratori solari posizionati sopra i cortili.
La massa termica del bacino d’acqua contribuisce anch’essa all’effetto di raffrescamento generale.
Il cortile al centro di ogni edificio funziona come un camino di ventilazione creando un flusso ascendente che estrae naturalmente l’aria surriscaldata.

Immagini © Bianchini & Lusiardi Associati

Dati 
Area delle unità abitative: da 38 a 76 mq.
Superficie del lotto: 1,680 mq.
Superficie abitativa totale: 7,200 mq.
Altezza interna delle unità : 2.4 metri
Altezza dei blocchi: 15.9 metri
Piani: 6 piani di cui 5 residenziali.