AUTHOR: Alessandra Erriquez
TUTORS: Ing. Alessandro Zichi
MASTER: Master in “Sustainability and energy management in construction works” a.a. 2022/23
La presente tesi esplora il concetto di progettazione sostenibile come fondamentale connessione tra luogo e processo edilizio.
Nel corso degli ultimi decenni, si è verificato un incremento vertiginoso, talvolta incontenibile, della proliferazione di edifici; questo evento ha segnato un cambio paradigmatico fondamentale: la prassi costruttiva non è più semplicemente connessa a esigenze di protezione o funzionalità, ma ha assunto il ruolo di strumento per esercitare potere e suscitare impressione.
Il fenomeno è particolarmente evidente in Medio Oriente, dove gli edifici vengono costruiti per raggiungere prestigiose conquiste. Tale tendenza ha globalizzato il settore delle costruzioni, favorendo la modernità rispetto alla tradizione e all’innovazione tecnologica.
Nel quadro attuale, gli edifici non rispecchiano più il contesto di provenienza ma si autocelebrano, mostrando caratteristiche simili, indipendentemente dalla loro ubicazione geografica.
La bellezza dell’architettura dovrebbe invece risiedere nella diversità, e mai ripetitività, e nell’interpretazione del territorio e delle sue risorse.
Con la trattazione si esaminano tali cambiamenti e si avvia l’analisi con uno studio climatico di diverse regioni geografiche, focalizzandosi in particolare sull’Arabia Saudita, con un approfondimento sulle peculiarità del suo clima, le pratiche costruttive contemporanee e le politiche nazionali, mettendo in luce le significative dicotomie tra le promesse di sostenibilità e la realtà. In particolare, si approfondisce la Saudi Vision 2030 che ha l’obiettivo di trasformare il paese in un centro globale per l’innovazione, la sostenibilità e la qualità della vita, e sugli investimenti ad essa associati, come NEOM, con i quattro progetti pilota: The Line, Trojena, Oxagon e Sindalah e The Red Sea Poject.
Per valutare l’applicabilità della progettazione sostenibile in un contesto in via di sviluppo come quello saudita, si utilizza il protocollo LEED BD+C v4.1, analizzando un caso studio specifico: una Villa per Eventi. L’impiego del rating system LEED ha permesso di identificare i gruppi di crediti con maggiore e minore difficoltà di conseguimento nel paese arabo. Questa classificazione non solo facilita la comprensione delle sfide nel raggiungere la certificazione, ma fornisce anche una guida per future progettazioni sostenibili, evidenziando le aree che richiedono maggiore attenzione e innovazione, su cui si dovrebbe agire con priorità.
Figura 2: Checklist LEED v4.1 BD+C New Construction, identificazione gruppi di crediti
Partendo dalle criticità, posizionate nelle prime sezioni del protocollo, si evidenzia l’importanza del processo integrativo partecipativo, che permette di coinvolgere fin dall’inizio tutti gli attori chiave, compresi professionisti e proprietari.
Le indagini richieste dal credito coprono tutte le tematiche delle successive sezioni singole, dalle condizioni del sito all’orientamento fino agli attributi di base, come la volumetria, e ai sistemi illuminotecnici, energetici ed idrici.
Il credito richiede, inoltre, la creazione di un “simple box”, introducendo il concetto di modellazione energetica dinamica già nelle fasi di concept per guidare le prime considerazioni; questo strumento è indispensabile per condurre le valutazioni migliorative nell’evoluzione del progetto per la registrazione sul portale e per il successivo ottenimento della certificazione finale.
Questo approccio, sebbene richieda una considerevole pazienza per condurre tutte le analisi necessarie, stabilisce fondamenta sostenibili solide per i successivi sviluppi progettuali, rendendo l’integrative process un elemento essenziale, tale da poter essere considerato più un prerequisito che un semplice credito.
Figura 3: Valutazioni per l’integrative process
L’analisi preliminare condotta, seguendo il protocollo, evidenzia che i crediti più difficili da ottenere sono quelli strettamente legati agli aspetti sociali e alla cultura locale, spesso non orientata alla sostenibilità.
Figura 4: Strategie per le sezioni più critiche del protocollo
Nella categoria “Location and Transportation,” il basso punteggio ottenuto evidenzia criticità legate alla salvaguardia del territorio; il caso studio, infatti, si trova lontano dalle aree urbane e quindi fuori dalle zone con infrastrutture esistenti. La città, inoltre, è caratterizzata da una vasta espansione lineare e da un sistema di trasporto pubblico ancora in fase di sviluppo, non distribuito, quindi, in modo capillare nel territorio; per cui non riescono a diffondersi modalità di trasporto alternativo come la mobilità sostenibile, tra cui quella ciclistica, che non trova terreno fertile a causa dell’assenza di infrastrutture adeguate e del clima estremamente caldo.
Le strategie adottate nella categoria “Sustainable Sites” hanno comportato modifiche significative al progetto iniziale, mirate a preservare le caratteristiche ecologiche del sito. Vengono evitate costruzioni su terreni fortemente inclinati o di elevata importanza ecologica, come il wadi, e vengono preservate le colture tipiche come le palme, simbolo della nazione. Le azioni includono il recupero delle aree degradate e la creazione di spazi collettivi all’aperto, adatti al clima arido. L’uso di pavimentazione permeabile e sistemi di bioritenzione contribuisce alla sostenibilità del progetto.
La sezione “Water Efficiency” ha evidenziato una tematica critica per l’Arabia Saudita. Nel paese, infatti, si è diffusa una cultura del paesaggio legata agli esempi europei, caratterizzati da vegetazione folta e rigogliosa. L’utilizzo di queste tipologie di giardini viene interpretato come simbolo di benessere e ricchezza, lasciando in secondo piano il tema della gestione idrica necessaria per la tenuta in vita. Cambiare la mentalità delle classi più influenti, promuovendo un ritorno alla semplicità del paesaggio locale, come i giardini desertici, potrebbe incoraggiare anche il resto della popolazione a seguire politiche più sostenibili.
Il gruppo di crediti “Energy and Atmosphere” non ha riscontrato grandi difficoltà, grazie alla già diffusa attenzione per la progettazione conforme agli standard ASHRAE. Tuttavia, una progettazione che integri anche sistemi passivi potrebbe ottimizzare ulteriormente gli impianti, apportando benefici significativi all’ambiente e al benessere degli utenti. L’Arabia Saudita sta dimostrando un crescente interesse per le fonti rinnovabili, come testimoniano i recenti investimenti nel settore. Si auspica che tali pratiche nazionali possano ispirare i cittadini ad integrare sistemi di generazione energetica rinnovabile nei progetti e principi ecologici nelle loro vite quotidiane.
La sezione “Materials and Resources” ha messo in evidenza meno problematiche grazie a standard già integrati nei progetti.
I crediti legati all’innovazione sono cruciali per migliorare la progettazione e il benessere degli utenti, integrando tematiche come la progettazione biofilica e il compostaggio integrato, offrendo vantaggi ambientali e sociali significativi. La gestione dei rifiuti è di grande attualità in Arabia, dove solo il 10% circa dei rifiuti viene riciclato, anche se il governo mira ad aumentare la percentuale fino a raggiungere l’85% nell’ambito della Vision 2030. Intraprendere azioni allineate a questa tematica consentirà di guardare al futuro sostenibile con ancora più consapevolezza.
Il protocollo LEED BD+C v4.1 fornisce una struttura chiara e dettagliata per la progettazione sostenibile, opponendosi alla pratica diffusa di sviluppare progetti basati esclusivamente su concept iniziali delle grandi firme.
Nella progettazione contemporanea, si parte spesso da uno schizzo per sviluppare un progetto che viene poi adattato al contesto climatico. Tuttavia, i protocolli sostenibili enfatizzano l’importanza di comprendere prima il territorio e poi far conseguire tutte le altre scelte, ponendo l’attenzione sul processo partecipato fin dai primi passi.
In conclusione, la tesi evidenzia come la progettazione sostenibile possa azionare numerosi benefici e armonizzare luogo e processo edilizio, garantendo efficienza, benessere e comfort, nel rispetto profondo delle caratteristiche ambientali e geografiche di ciascuna località.
FOR INTERNATIONAL STUDENTS
This thesis explores the concept of sustainable design as a fundamental connection between place and building process.
Over the past decades, there has been a dramatic, often uncontrollable increase in the proliferation of buildings; this phenomenon has marked a fundamental paradigm shift: construction practices are no longer merely connected to needs of protection or functionality but have assumed the role of a tool to exercise power and impress. This phenomenon is particularly evident in the Middle East, where buildings are constructed to achieve prestigious accomplishments. Such a trend has globalized the construction sector, favouring modernity over tradition and technological innovation.
In the current context, buildings no longer reflect their original environment but self-celebrate, displaying similar characteristics regardless of their geographical location. The beauty of architecture, however, should reside in diversity, never in repetitiveness, and in the interpretation of the territory and its resources.
The thesis begins with a reflection on these changes and initiates the analysis with a climatic study of various geographical regions, focusing particularly on Saudi Arabia. It examines the extreme climate, contemporary construction practices and national policies, highlighting the significant dichotomies between sustainability promises and reality. Specifically, it addresses Vision 2030, which aims to transform the country into a global center for innovation, sustainability, quality of life, and the associated investments, such as NEOM with its four pilot projects: The Line, Trojena, Oxagon, Sindalah, and The Red Sea Project.
To assess the applicability of sustainable design in a developing context like Saudi Arabia, the LEED BD+C v4.1 protocol was used to analyse a specific case study: an Event Villa. The application of the LEED rating system identified the credit groups with the highest and lowest difficulty levels in the Arab country. This classification not only facilitates understanding the challenges in achieving certification but also provides a guide for future sustainable designs, highlighting the areas that require more attention and innovation that needs to be prioritized.
Starting from the identified critical issues, the importance of the integrative participatory process is emphasized, which involves all key stakeholders, including professionals and owners, from the beginning. The investigations required by the credit cover all themes of the subsequent sections, from site conditions and orientation to basic attributes such as volumetry, lighting, energy, and water systems. The credit also requires the creation of a “simple box,” introducing the concept of dynamic energy modelling in the early concept phases to guide initial considerations; this tool is essential for conducting improvement evaluations as the project evolves for registration on the portal and subsequent final certification.
This approach, although requiring considerable patience to conduct all necessary analyses, establishes solid sustainable foundations for subsequent project developments, making the integrative process an essential element, so much so that it could be considered more of a prerequisite rather than a simple credit.
The preliminary analysis conducted following the protocol highlighted that the most difficult credits to obtain are those closely linked to social aspects and local culture, often not oriented towards sustainability.
In the “Location and Transportation” category, the low score obtained highlights critical issues related to land conservation; the case study, in fact, is located far from urban areas and therefore outside zones with existing infrastructure. Additionally, the city is characterized by extensive linear expansion and a public transport system still in development, therefore not yet distributed throughout the territory, hindering the spread of alternative transport modes such as sustainable mobility, including cycling, which does not find a conducive environment due to the lack of adequate infrastructure and extremely hot climate.
The strategies adopted in the “Sustainable Sites” category led to significant modifications to the initial project, aimed at preserving the site’s ecological characteristics. Constructions on steep or ecologically important lands, such as wadis, were avoided, and typical crops like palm trees, a national symbol, were preserved. Degraded areas were restored, and collective outdoor spaces adapted to the arid climate were created. The use of permeable paving and bioretention systems contributed to the project’s sustainability.
The “Water Efficiency” section highlighted a critical issue for Saudi Arabia. In the country, there is a cultural trend towards European-style landscapes characterized by lush vegetation. These types of gardens are seen as symbols of well-being and wealth, overlooking the water management required for their maintenance. Changing the mindset of the influential classes by promoting a return to the simplicity of the local landscape, such as desert gardens, could encourage the broader population to adopt more sustainable practices.
For the “Energy and Atmosphere” credits, there were no major difficulties due to the already widespread attention to design compliant with ASHRAE standards. However, a design that also integrates passive systems could further optimize the plants, bringing significant benefits to both the environment and user well-being. Saudi Arabia is showing a growing interest in renewable energy sources, as evidenced by recent investments in the sector. It is hoped that such national practices will inspire citizens to integrate renewable energy generation systems into projects and ecological principles into their daily lives.