Sol design + consulting: equilibrio tra sostenibilità ed estetica
Il pluripremiato team di Sol design + consulting, con sede in Ohio, utilizza SketchUp e Sefaira per prendere decisioni cruciali in fase di progettazione e fornire ai clienti preziose informazioni sulla sostenibilità.
The Ingalls Building, Cincinnati
Non è un segreto che la sostenibilità e la riduzione delle emissioni di carbonio siano sempre più importanti. Sol Design + Consulting dà priorità alla progettazione incentrata sull’uomo e si dedica alla promozione della sostenibilità, del benessere degli occupanti e dell’accessibilità economica. Lo studio di architettura e consulenza sulla sostenibilità con sede a Cincinnati è specializzato in certificazioni LEED, Enterprise Green Communities e Passive House (PHIUS+) e in progetti con obiettivi di alte prestazioni.
All’avanguardia della sostenibilità e del design
Che si tratti di architetti o di consulenti per la sostenibilità, Sol ha scoperto che l’analisi precoce delle prestazioni è fondamentale per raggiungere gli obiettivi prestazionali in modo economico e integrato. Utilizzano modelli energetici, analisi della luce diurna e altri strumenti analitici per informare le decisioni chiave di progettazione già a partire dalla progettazione concettuale.
Tradurre questo approccio in azione può essere impegnativo dal punto di vista dell’attuazione. I software di modellazione energetica tradizionali possono richiedere molto tempo e limitare l’esplorazione di più opzioni progettuali. La maggior parte dei progetti non ha il tempo o il budget da dedicare a più modelli energetici dettagliati. Allo stesso tempo, il team Sol spesso vuole esplorare diverse opzioni per identificare la soluzione migliore o quantificare i compromessi. I due casi di studio che seguono mostrano come Sol utilizza Sefaira per superare queste barriere e fornire prestazioni eccezionali.
Il progetto dell’edificio Ingalls
Iscritto nel Registro Nazionale dei Luoghi Storici dal 1975, lo storico Ingalls Building di Cincinnati mette in luce la profonda esperienza di Sol come consulente per la sostenibilità e il suo approccio lungimirante. Sol ha fornito servizi di modellazione energetica e commissioning per il retrofit storico del primo grattacielo in cemento armato degli Stati Uniti, ottenendo la certificazione LEED Gold.
Interno dell'edificio Ingalls
Lo scopo del lavoro era quello di preservare la facciata storica, il che significava che Sol non poteva apportare modifiche come la sostituzione delle finestre, l’aggiunta di finestre esterne antitempesta o qualsiasi altra modifica visibile. Sol ha condotto un’analisi energetica e della luce diurna per identificare ciò che era fattibile per l’illuminazione diurna e più valido per l’energia. Per questo progetto sono stati considerati tre fattori importanti:
- Un numero significativo di punti LEED dipende dalle prestazioni energetiche e dall’illuminazione diurna: 21 dei 110 punti possibili sono legati al miglioramento delle prestazioni energetiche e dell’illuminazione diurna.
- Essendo un edificio storico, Sol non poteva proporre modifiche all’esterno, come la sostituzione delle finestre o l’aggiunta di finestre esterne antitempesta. Tuttavia, l’edificio doveva essere reso almeno altrettanto efficiente di un nuovo edificio a norma. Sol aveva bisogno di identificare un percorso per raggiungere questo obiettivo fin dalle prime fasi del processo.
- Sebbene Sol non potesse modificare l’esterno, come molti edifici storici, l’edificio aveva grandi finestre ed era stato progettato tenendo conto dell’illuminazione diurna. All’inizio del processo, il team voleva determinare se si era vicini alla soglia LEED per i crediti di illuminazione diurna, per sapere se si poteva contare o meno su quei punti.
Modello di analisi della luce diurna dell'edificio Ingalls in Sefaira
Carl Sterner, vicepresidente di Sol per la progettazione e la sostenibilità, ha descritto il progetto come un lavoro d’amore che ha presentato una sfida unica: adeguare un edificio esistente per ottenere la certificazione LEED, fornendo al tempo stesso un feedback sul risparmio energetico al team già nella fase di progettazione. Il cliente si è rivolto a Sol come esperto su come le varie misure di conservazione dell’energia potessero migliorare le prestazioni dell’edificio.
Tre misure si sono rivelate importanti nelle prime analisi e sono state incorporate nel progetto: (1) finestre interne a scomparsa, (2) isolamento delle pareti e (3) illuminazione al 100% a LED.
Le finestre interne hanno avuto l’impatto più significativo su questo progetto. Inizialmente non erano state prese in considerazione per il progetto, ma le prime analisi hanno dimostrato che avevano un forte impatto sulle prestazioni. Ciò è dovuto principalmente al fatto che le finestre storiche esistenti erano a un solo vetro, in pratica grandi buchi nell’involucro termico. Sol ha collaborato con il team di progettazione per integrare nel progetto le finestre interne antibufera e soddisfare i requisiti storici. Alla fine l’edificio ha ottenuto una riduzione del 44% del consumo energetico rispetto alla norma LEED, un miglioramento notevole per un edificio storico.
Modellazione energetica dell'edificio Ingalls e diagramma ECM (misure di conservazione dell'energia) del processo integrativo - una delle tante analisi condotte per questo progetto
Il valore dell’analisi precoce
Sol attribuisce gran parte del suo successo in progetti come l’Ingalls Building alla sua suite di strumenti professionali. L’uso di Sefaira ha dato a Sol una velocità ineguagliata dai software convenzionali per la modellazione della luce naturale e dell’energia. L’uso di SketchUp e di Sefaira ha permesso di effettuare iterazioni e analisi rapide nelle prime fasi del processo di progettazione, di prendere decisioni più informate e di offrire un valore maggiore ai clienti.
L’analisi precoce con Sefaira e SketchUp consente a Sol di testare rapidamente una serie di opzioni. Grazie a queste funzionalità di analisi precoce, Sol è riuscita a risparmiare tempo e a fornire ai clienti un feedback migliore e più rapido. Ad esempio, il team ha potuto facilmente esplorare variabili come il valore R, i tipi di finestre, i miglioramenti dell’illuminazione e i sistemi HVAC per vedere cosa potrebbe dare i migliori risultati in termini di risparmio energetico in appena 3-4 ore. Si tratta di un notevole risparmio di tempo rispetto ai tradizionali strumenti di modellazione energetica, che spesso richiedono più di 16 ore.
Il vantaggio principale di un’analisi precoce per la maggior parte dei progetti di design è rappresentato dalle intuizioni che contribuiscono a plasmare fondamentalmente il progetto, informando le decisioni sulla forma dell’edificio, il design della facciata, il posizionamento delle finestre, l’ombreggiatura e l’involucro.
Prestazioni ed estetica
È una verità semplice, ma non sempre accettata: un bel design e una sostenibilità avanzata non devono necessariamente essere in contrasto. Sterner sostiene che spesso ciò che rende un progetto ben progettato è la sua apparente semplicità. Alla Sol, questo risultato si ottiene risolvendo diversi problemi contemporaneamente con il minimo numero di mosse.
“Le prestazioni sono indissolubilmente legate alla progettazione di progetti con elevate ambizioni di sostenibilità, come la Casa Passiva o l’Energia Netta Zero. Bisogna pensarli insieme per sviluppare una soluzione semplice ed elegante”.
Carl Sterner, vicepresidente di Design e Sostenibilità
Sterner cita il progetto Iowa City Nest come esempio di analisi precoce in azione. La sfida consisteva nel creare una casa passiva efficiente e durevole in un’area non edificata. Questo progetto ha rappresentato una sfida interessante per il team di progettazione architettonica di Sol. Il team ha dovuto soddisfare i severi requisiti di prestazione della Casa Passiva e inserire la casa in un lotto ristretto, rispettando al contempo il budget del cliente e il desiderio di una casa contemporanea calda e accogliente. Sefaira si è rivelato uno strumento fondamentale per questo esercizio di creatività architettonica.
Un primo rendering del progetto della casa passiva Iowa City Nest
Uno dei principali fattori di progettazione è stata la nuova designazione della pianura alluvionale, che prevedeva che il primo piano della casa fosse più alto di almeno due piedi rispetto ai vicini. La ristrettezza del lotto imponeva a Sol di costruire due piani interi per poter ospitare tutti gli spazi necessari. Questi requisiti rischiavano di creare una casa che sembrava sovrastare i suoi vicini a un piano. Per superare questa sfida creativa, il team ha progettato la parte anteriore della casa in modo che sembrasse a un solo piano e ha accatastato il secondo piano sul retro della casa.
Questa scelta progettuale ha fatto sì che molte finestre fossero rivolte a nord anziché a sud, con un potenziale problema di prestazioni. Sol ha utilizzato l’analisi iniziale di Sefaira per determinare (1) l’entità del problema, (2) quali miglioramenti potevano essere apportati per soddisfare i requisiti della Casa Passiva e (3) se era possibile ridurre le dimensioni delle finestre rivolte a nord per migliorare le prestazioni energetiche, pur continuando a fornire sufficiente luce naturale agli spazi del secondo piano. La capacità di lavorare avanti e indietro tra l’analisi energetica e quella della luce diurna ha permesso a Sol di progettare la facciata nord in modo da bilanciare contemporaneamente gli obiettivi energetici, di luce diurna ed estetici.
Analisi della luce diurna della Casa Passiva di Iowa City in Sefaira e metriche energetiche della Casa Passiva
“Sefaira ha permesso al nostro team di comprendere le implicazioni dell’ombreggiatura e della progettazione delle facciate nelle prime fasi del processo, quando il progetto è ancora malleabile. La casa doveva soddisfare i parametri della Casa Passiva, avere sufficiente luce naturale e apparire esteticamente gradevole. L’utilizzo di Sefaira in una fase iniziale ci ha permesso di considerare tutti questi aspetti contemporaneamente per creare un progetto coeso e integrato”.
Carl Sterner, vicepresidente di Design e Sostenibilità
L'analisi energetica di Sefaira è stata utilizzata per capire quali sono i fattori che determinano i risultati delle prestazioni e per ottimizzare elementi chiave come le dimensioni delle finestre e l'ombreggiatura.
Al suo completamento, l’Iowa City Nest è stata la prima casa passiva certificata di Iowa City e ha vinto il concorso di progettazione di edifici passivi PHIUS 2023.
Bioedilizia: dove la bellezza incontra le prestazioni
Sterner ritiene che la riduzione delle emissioni di carbonio, la conservazione dell’energia e dell’acqua e l’eccellente qualità dell’ambiente interno diventeranno la norma piuttosto che l’eccezione. Con la crescente importanza dell’efficienza energetica negli edifici, un maggior numero di leggi e incentivi promuoverà gli obiettivi climatici e le norme edilizie diventeranno più severe per rafforzare questi risultati. Le decisioni di oggi avranno un impatto non solo sulla salute del pianeta, ma anche su quella della nostra popolazione.
“Per raggiungere i nostri obiettivi in materia di emissioni di carbonio e tenere sotto controllo i cambiamenti climatici, dobbiamo progettare edifici migliori. Circa il 40% delle emissioni di carbonio proviene dagli edifici, compresi i sistemi di riscaldamento, raffreddamento e illuminazione. Ridurre questo numero significa non solo costruire nuovi edifici super-efficienti, ma anche riqualificare gli edifici esistenti. La nostra esperienza ha dimostrato che, con il giusto approccio, sia gli edifici nuovi che quelli esistenti possono essere decarbonizzati in modo economicamente vantaggioso”.
Carl Sterner, Vicepresidente del settore Progettazione e Sostenibilità
Informazioni su Sol design + consulting
Sol design + consulting è un’azienda leader nel settore dell’efficienza energetica, della certificazione degli edifici verdi e della progettazione sostenibile in un’ampia gamma di progetti. Sol è specializzata nei programmi di certificazione LEED, ENERGY STAR, Enterprise Green Communities, National Green Building Standard e Passive House, oltre ad aver sviluppato una profonda esperienza nella ristrutturazione sostenibile di edifici storici. Sol ha completato più di 500 progetti di certificazione in oltre 22 stati americani e a livello internazionale.
