BIQ House – Sistema “Solar Leaf”

Organismo di facciata

BIQ – Il primo SolarLeaf-Building a Amburgo, Germania. 200 m2 di facciata bioreattiva SolarLeaf; vista dei prospetti sud est e sud ovest (courtesy: (c) Colt International, Arup Deutschland, SSC GmbH )
BIQ – Il primo SolarLeaf-Building a Amburgo, Germania. 200 metri quadrati di facciata bioreattiva SolarLeaf; vista dei prospetti sud est e sud ovest (courtesy: Colt International, Arup Deutschland, SSC GmbH )

Le richieste per soluzioni costruttive sensibili al tema dell’efficienza energetica degli edifici sono in continuo aumento, e sono ormai di tipo “intelligente”: come nel caso del recupero attivo di energia nelle facciate con micro-alghe, una soluzione ingegnerizzata nella BIQ house

La BIQ House  – dove l’acronimo sta per Bio Intelligent Quotient – è stata sviluppata come Smart Material House per il Salone Internazionale dell’Edilizia ( IBA ) di Amburgo  del 2013.

Si tratta di un progetto per edificio residenziale su quattro piani con 15 appartamenti, il primo edificio al mondo dotato di una facciata bioreattiva, in grado di produrre biomassa attraverso  micro-alghe esposte alla luce e calore attraverso il processo di fotosintesi , fornendo all’edificio l’energia in questo modo autoprodotta.

BIQ – Il primo SolarLeaf-Building a Amburgo, Germania. Bolle d’aria risalgono i moduli SolarLeaf (courtesy: (c) Colt International, Arup Deutschland, SSC GmbH)
BIQ – Il primo SolarLeaf-Building a Amburgo, Germania. Bolle d’aria risalgono i moduli SolarLeaf (courtesy: Colt International, Arup Deutschland, SSC GmbH)
BIQ - Il primo SolarLeaf-Building a Amburgo, Germania. La facciata bioreattiva SolarLeaf (courtesy: (c) Colt International, Arup Deutschland, SSC GmbH )
BIQ – Il primo SolarLeaf-Building a Amburgo, Germania. La facciata bioreattiva SolarLeaf (courtesy: (c) Colt International, Arup Deutschland, SSC GmbH )

Un principio di funzionamento efficiente

La facciata bioreattiva dell’edificio, che ha una superficie di circa 200 m2, è orientata a sud-ovest e sud-est e si compone di pannelli di vetro verticali, ciascuno sviluppato su un piano di altezza, i fotobioreattori denominati SolarLeaf.

La facciata bioreattiva: la struttura del pannello singolo (courtesy: (c) Arup )
La facciata bioreattiva: la struttura del pannello singolo (courtesy photo: Arup )

In questi fotobioreattori, la CO2 viene assorbita e la luce solare viene trasformata in biomassa algale e calore attraverso la fotosintesi.

 

Schema di funzionamento

Attraverso un sistema di circolazione, la biomassa ed il calore prodotti sono trasportati nella sala impianti dell’edificio ed estratti.

Le micro-alghe unicellulari hanno cicli di divisione molto rapidi, quindi la biomassa può raddoppiare in un solo giorno.

Con l’aumento del contenuto di alghe, la traslucenza dei singoli fotobioreattori si riduce: ne consegue che – se la procedura di raccolta è gestita con attenzione  – questi filtri di facciata possono anche essere utilizzati come elementi frangisole dinamici.

SolarLeaf: un guadagno netto di energia per il sistema

Dal momento in cui  questa facciata bioreattiva è entrata in funzione, la sua tecnologia, l’efficienza e la sua interazione con l’utente sono stati costantemente monitorati: i risultati in corso d’opera sono promettenti.

Il sistema SolarLeaf sta infatti ottenendo un guadagno netto di energia, e nel periodo compreso fra settembre 2013  e luglio 2014, ad esempio, circa 34 kWh / m² di energia elettrica da pannelli fotovoltaici è stata necessaria per il funzionamento del sistema, anche se questo valore potrebbe essere ridotto ulteriormente nel breve e medio termine attraverso l’adozione di misure per ottimizzare il processo.

Nello stesso periodo, la quantità totale di calore recuperata è stata già pari a circa 70 kWh /m2, ovvero un valore sensibilmente superiore al consumo globale di energia elettrica.

Le prospettive di sviluppo della facciata bioreattiva

La biomassa algale è un prodotto di elevato valore aggiunto già utilizzato nell’industria alimentare e farmaceutica. Esistono alcune opzioni alternative per il suo utilizzo, e le sfide future si fondano su una progettazione sostenibile del nostro ambiente costruito combinando ciclo biologico e tecnico in modo tale che le risorse possano essere utilizzate in modo più efficace e integrato nelle costruzioni o nei sistemi urbani.

Nel caso particolare della facciata bioreattiva, l’utilizzo dei flussi delle acque reflue sono particolarmente interessanti, in quanto ricchi di sostanze nutritive, che non sono state sfruttate fino ad ora.

In aggiunta a ciò, CO2 può essere assorbito all’interno di un circuito chiuso. SolarLeaf offre la possibilità unica di mettere in relazione l’attuale gamma di funzioni con lo smaltimento delle acque reflue.

Questo tipo di tecnologia potrebbe essere di riferimento a lungo termine per lo sviluppo di cluster urbani intelligenti autosufficienti dal punto di vista dell’energia.

I partecipanti al progetto della BIQ House

La BIQ House, la cui progettazione architettonica si deve allo studio Splitterwerk, ha visto Arup Germania – artefice dello sviluppo del sistema di facciata bioreattiva SolarLeaf – collaborare con Colt International GmbH e SSC Strategic Science Consult.

Questa facciata bioreattiva, la prima al mondo, è un progetto di ricerca finanziato dall’Iniziativa ZukunftBau. Insieme con la cattedra di sociologia urbana e regionale della HafenCity University di Amburgo, l’iniziativa ZukunftBau sostiene un programma di monitoraggio continuo e completo relativamente alla tecnologia, ai risultati in termini di efficienza e alla customer satisfaction dell’utente nel contesto dell’utilizzo del prototipo campione.

(Jan Wurm – direttore associato e responsabile di progetto – Arup Deutschland GmbH)

Il progetto “Solar Leaf” di Arup Deutschland GmbH è risultato il vincitore del Zumtobel Group Award 2014 nella categoria “Applied Innovations”

 

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