Off-site: il metodo che definisce l’edilizia del futuro

Indice degli argomenti:

• Edilizia off-site, intervista a Marco Imperadori del Politecnico di Milano
  • Che vantaggi ci sono con l’edilizia off-site?
• Che cos’è il Digital Twin e come supporta la progettazione off – site
• Modelli di edilizia off-site
  • 520 West 28th di Zaha Hadid Architects, New York
  • GroupM Headquarter di CZA Cino Zucchi Architetti
  • Torre Unipol di Mario Cucinella Architects

Il patrimonio edilizio italiano è datato e non sufficientemente efficiente. La riqualificazione energetica appare come una priorità fondamentale da perseguire, sia dal punto di vista ambientale che da quello economico. In questo contesto appare chiaro come l’edilizia debba applicare nuove metodologie costruttive che siano in grado di rendere i processi più efficienti ed economicamente convenienti. La realizzazione fuori opera è una delle possibili risposte: nella fabbrica integrata e tecnologica ogni aspetto della filiera (dalla progettazione alla realizzazione) viene realizzato direttamente nel sito produttivo.

Molti degli edifici più imponenti e rappresentativi dell’architettura contemporanea sono realizzati fuori dal cantiere, in sede di industria, dove si costruiscono le singole componenti che poi in cantiere vengono assemblate. Si chiama edilizia off-site e caratterizzerà gran parte delle architetture del futuro perché è molto compatibile con i principi di sostenibilità ambientale.

I vantaggi in termini ambientali dell’edilizia off-site sono molteplici:

• la precisione nella realizzazione limita, per non dire azzera completamente, gli sprechi di risorse e materiali, con il conseguente abbassamento delle emissioni di CO2;
• la qualità delle componenti permette alla costruzione finale di avere una tenuta all’aria e valori di isolamento ottimali, caratteristica che eleva la salubrità dell’edificio e la sua qualità complessiva;
• tempi e costi di produzione sono certi, non ci sono praticamente margini di errore perché la progettazione a monte, grazie anche alle nuove tecnologie è estremamente esatta.

Se ne è discusso di recente al convegno “Costruiamo il futuro. Dall’On-site all’Off-site: industrializzare per rinnovare il settore delle costruzioni”, all’Auditorium Gaber di Palazzo Pirelli, a Milano, organizzato da un gruppo di aziende del settore (Tecnostrutture, Gualini, Harpaceas, Impresa Percassi, Pichler, Rubner, Brioschi Sviluppo Immobiliare).

La presentazione di alcune case study è stata lo strumento empirico attraverso cui esporre e riflettere sui vantaggi dell’edilizia off-site e per fare qualche previsione per il futuro.

Intervista a Marco Imperadori, professore ordinario di Produzione Edilizia (Dipartimento DABC), Politecnico di Milano, (tra i relatori del convegno)

Che cos’è l’edilizia off-site?

Il cantiere oggi non è più immaginabile come il luogo di produzione del manufatto ma è un luogo di assemblaggio e composizione di manufatti che sono stati prodotti in luoghi industriali. Quindi possiamo proprio parlare di industria delle costruzioni oggi. Qualche lavorazione viene fatta ancora in sito “a umido”, ma in realtà l’innovazione vera oggi si concretizza in una similitudine tra la filiera costruttiva edilizia e quelle che sono tipicamente industriali, che sono l’automotive, la nautica e l’aerospaziale, dove i pezzi vengono prodotti anche in altri luoghi e assemblati in piattaforme industriali. In questo caso la piattaforma di assemblaggio è il cantiere stesso perché l’oggetto è talmente grande che non posso spostarlo.

Perché siamo arrivati a questo tipo di evoluzione rispetto al passato e che vantaggi ci sono con l’edilizia off-site?

I vantaggi sono enormi. L’edilizia e il mondo delle costruzioni sono sempre un po’ “letargici”, ha più inerzia rispetto a filiere più veloci. Basta vedere alcune di quelle che ci circondano, come i telefonini, le automobili, le navi, gli aerei, i treni, è tutto industrialmente prodotto. L’edificio, l’architettura è rimasto sempre un po’ un ibrido e alcune tecnologie, dominanti soprattutto in Italia, lo rendevano qualcosa di strano rispetto al modo in cui pensa l’uomo del 2023 oggi e quindi spesso si vedono canteri che sono assimilabili ad automobili del 1970.

Si possono invece anche avere cantieri più aggiornati e le industrie stesse hanno imparato ad interagire tra loro in modo più dinamico perché oggi è ineluttabile utilizzare la digitalizzazione e quindi il BIM (Building Information Modeling) che ha creato la collaborazione su piattaforme digitali della definizione del progetto, su piattaforme industriali della progettazione delle componenti e quindi sempre usando queste piattaforme di informatizzazione del progetto e del progetto costruttivo, ecco che il cantiere diventa un momento di assemblaggio e di connessione di elementi, non più un momento di produzione dell’oggetto, con tutti i rischi del caso. I prodotti sono così controllati, certificati, consentono un’ottimizzazione del risultato finale, le variabili sono ridotte e anche dal punto di vista della sicurezza ci son una serie di vantaggi nel coordinare la filiera, che diventa più “phygital”, mi piace dire. Cioè “physical” più “digital”, quindi un momento della costruzione che è digitate (digilat), e poi un momento ibrido in cui il progetto inizia a formarsi, si costruisce si assembla (physical), quando l’edificio è costruito, il momento digital non finisce, si potrebbe addirittura avere una sensoristica integrata all’interno dell’edificio, definire il cosiddetto digital twin (gemello digilate) e avere infine la fase del cosiddetto facility management, di comunicazione tra modello reale e gemello digitale.

Quindi niente è più lasciato al caso con questo sistema, tutto è calcolato a monte?

Assolutamente, anche dal punto di vista della gestione economica: io posso gestire sfridi, tempi, ritardi. Il BIM è una piattaforma multidimensionale in cui si innestano vari, infiniti software e tra queste dimensioni, quella tridimensionale è quella della geometria, la quarta dimensione è il tempo, le fasi (io ottimizzo queste fasi), la quinta dimensione sono i soldi, quindi tempi e realizzazione mi consentono di gestire una finanza diversa; e poi c’è la fase sei della sostenibilità e la 7 del management (in America la 6 e la 7 sono invertite). Ho un approccio al progetto completamente diverso rispetto a quello di 5 anni fa, abbiamo assistito ad una rivoluzione.

Questa è la via per un’edilizia futura più sostenibile?

Assolutamente si, la dimensione sei mi consente di ottimizzare tutta la gestione e ho la possibilità di fare delle simulazioni che prima non riuscivo a fare.

Che cos’è il Digital Twin e come supporta la progettazione off – site

Per Digital Twin (DT) si intende un duplicato (identico) digitale dell’ambiente fisico dei suoi stati e dei suoi processi, la combinazione di un modello computazionale e di un sistema del mondo reale. Riflesso del sistema BIM, il DT serve anche a monitorare lo stato degli edifici e a prevederne future criticità.

I principali utilizzi del DT nell’edilizia off-site sono: in fase di progettazione, testa diversi scenari e individua quello ottimale, riducendo tempi e costi; in fase di costruzione monitora il processo e identifica in anticipo eventuali problemi; in fase di manutenzione identifica tempestivamente eventuali problemi e aiuta a prolungare la vita di un’opera riducendo i costi operativi; permette maggiore trasparenza nell’intera catena di fornitura e una migliore gestione delle risorse; infine migliora la prototipazione rapida. (Fonte Harpaceas)

Modelli di edilizia off-site

520 West 28th di Zaha Hadid Architects, New York

11 Livelli per 39 appartamenti in una distribuzione a strati: il 520 West 28^th di New York interpreta lo spirito del passato industriale e la stratificazione sociale che caratterizza il quartiere di Chelsea, a Manhattan. L’attenzione ai dettagli riflette la tradizione dell’architettura storica di New York.

«ZHA ha spesso realizzato progetti con tecnologie off-site. Siamo stati talvolta dei precursori in merito. Negli anni Settanta la tecnica della pre-fabbricazione poteva portare ad un risparmio complessivo del 2-3%, per ragioni sociali ed economiche; oggi è molto diverso, può infatti contribuire ad un efficientamento del processo produttivo, incrementando la qualità e può inoltre fornire un sostanziale contributo al raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità.

ZHA considera le tecnologie off-site un’opportunità fondamentale da integrare nel processo creativo; infatti ZHA investe molto nella ricerca e sviluppo di tecnologie capaci di integrare off-site nel design. Inoltre, il nostro studio ritiene ogni vincolo uno stimolo, un’opportunità per inventare soluzioni ingegnose, moderne e innovative.

La sfida è trovare il campo di applicazione dei componenti pre-fabbricati sfruttandone le potenzialità e, allo stesso tempo, la versatilità intrinseca». Paolo Zilli – Associate Director Zaha Hadid Architects

GroupM Headquarter di CZA Cino Zucchi Architetti

L’edificio U15, headquarters di GroupM, si trova nel quartiere di Milanofiori Nord che si è realizzato secondo il masterplan disegnato da Erick van Egeraat, in un’area caratterizzata da edifici isolati immersi in un parco.

Il progetto di CZA esalta il rapporto tra il costruito e la sistemazione paesaggistica del parco. La forma ovoidale e le grandi dimensioni del contorno esterno indicate dal masterplan sono state ottenute articolando le pareti esterne dell’edificio e piegandone i margini verso l’interno, in modo da creare uno schema distributivo che combini le migliori qualità di una pianta ad H piano con quelli di una distribuzione centrale.

La struttura dell’edificio è costituita da pilastri cilindrici e sottili solai orizzontali in cemento armato, gettati per lato su casseri prefabbricati.

Il guscio esterno è suddiviso in più strati che, combinati, contribuiscono a garantire le prestazioni richieste in termini di rispetto ambientale ed efficienza energetica (i vetri fissi ed i serramenti apribili sono realizzati in lastre di vetro con composizioni e trattamenti superficiali diversi a seconda dell’orientamento della facciata rispetto al sole).

Torre Unipol di Mario Cucinella Architects

Un altro progetto di grande attualità che si fonda sull’edilizia off-site è la Torre Unipol di Mario Cucinella Architects.

L’involucro esterno a doppia pelle è concepito come un sistema dinamico, in grado di isolare l’edificio in inverno e limitarne il surriscaldamento estivo. Anche la geometria dell’involucro, ottimizzando la superficie di facciata, contribuisce a garantire l’efficienza energetica della torre. Lo stesso involucro termina in un’ampia vela in acciaio e vetro, elemento caratterizzante dell’edificio, che non solo mitiga l’azione degli agenti atmosferici, ma regala alla città un nuovo spazio aperto di eccezionale ricchezza e qualità.

La facciata, rappresentata da una geometria a rete, è metafora del sistema a rete delle relazioni. Realizzata in acciaio, legno e vetro, la torre accoglie spazi commerciali, un grande auditorium di oltre 270 posti, gli uffici e, in copertura, una serra-giardino panoramica con un’area dedicata a ospitare eventi pubblici e culturali.

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Articolo aggiornato – Prima pubblicazione 2021

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